KR101258028B1 - Load control device - Google Patents

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Abstract

교류 전원과 부하의 사이에 직렬로 접속되고, 각 접속점에 대해 제어 전압이 인가되는 게이트를 1개씩 갖고, 내전압부를 1개소로 하는 횡형 듀얼 게이트 트랜지스터를 이용한 주스위치 소자를 갖는, 부하로의 전원 공급을 제어하는 주개폐부와, 상기 주개폐부가 비도통일 때에 부하에 대하여 전원의 공급을 제어하는 사이리스터 구조의 보조 스위치소자로 이루어지는 보조 개폐부와, 상기 주개폐부 및 상기 보조 개폐부를 제어하는 제어부와, 상기 제어부에 전압을 공급하는 제 1 전원부와, 부하에의 전력 공급을 정지하고 있을 때에 상기 제 1 전원부에의 전원을 공급하는 제 2 전원부와, 상기 주개폐부 또는 상기 보조 개폐부가 닫힌 상태에서, 부하에의 전력 공급을 실행하고 있을 때에, 상기 제 1 전원부에의 전원을 공급하는 제 3 전원부ㄹ를 구비하고, 상기 제어부는, 부하에 전력을 공급하고 있을 때에, 상기 제 3 전원부에 입력되는 전압이 소정의 임계값에 도달하면, 상기 주개폐부를 제 1 소정 시간 도통시키고, 상기 주개폐부가 비도통일 때에 상기 보조 개폐부를 제 2 소정 시간 도통시키는 부하 제어 장치를 제공한다. Power supply to the load, which is connected in series between the AC power supply and the load, has one gate to which a control voltage is applied to each connection point, and has a main switch element using a horizontal dual gate transistor having one withstand voltage section. An auxiliary opening / closing unit comprising a main opening / closing unit for controlling a control unit, an auxiliary switch element having a thyristor structure for controlling supply of power to a load when the main opening / closing unit is in a non-conduction state, a control unit for controlling the main opening / closing unit and the auxiliary opening / closing unit, and the control unit To the load in a state in which the first power supply unit supplying voltage to the first power supply unit, the second power supply unit supplying power to the first power supply unit when the power supply to the load is stopped, and the main opening / closing unit or the auxiliary And a third power supply unit for supplying power to the first power supply unit when the power supply is being executed, The control unit conducts the main opening / closing portion for a first predetermined time when the voltage input to the third power supply portion reaches a predetermined threshold value while supplying power to the load, and the auxiliary opening portion when the main opening / closing portion is not conducting. Provided is a load control device that conducts the opening and closing portion for a second predetermined time.

Figure R1020117016893
Figure R1020117016893

Description

부하 제어 장치{LOAD CONTROL DEVICE}Load control unit {LOAD CONTROL DEVICE}

본 발명은 교류 전원과 조명 장치 등의 부하와의 사이에 직렬로 접속되는 2선식의 부하 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a two-wire load control device connected in series between an AC power supply and a load such as a lighting device.

종래부터, 트라이액(triac)이나 사이리스터(thyristor) 등의 무접점 스위치 소자를 이용한 조명 장치용 부하 제어 장치가 실용화되어 있다. 이들 부하 제어 장치는 배선 절약의 관점에서 2선식 결선이 일반적이며, 교류 전원과 부하의 사이에 직렬로 접속된다. 이렇게 교류 전원과 부하의 사이에 직렬로 접속되는 부하 제어 장치에 있어서는, 어떻게 하여 자기의 회로 전원을 확보할지가 문제가 된다. Background Art Conventionally, load control devices for lighting devices using solid state switch elements such as triac and thyristor have been put into practical use. These load control devices are generally two-wire connections in terms of wiring saving, and are connected in series between an AC power supply and a load. Thus, in the load control apparatus connected in series between an AC power supply and a load, it becomes a problem how to secure the circuit power supply of oneself.

도 44에 나타내는 제 1 종래예의 부하 제어 장치(50)는 교류 전원(2)과 부하(3) 사이에 직렬로 접속되며, 주개폐부(51)와, 정류부(52)와, 제어부(53)와, 제어부(53)에 안정한 전원을 공급하기 위한 제 1 전원부(54)와, 부하(3)로의 전력공급이 정지 상태일 때에 제 1 전원부(54)에 전력을 공급하는 제 2 전원부(55)와, 부하(3)로의 전력 공급이 행해지고 있을 때에 제 1 전원부(54)에 전력을 공급하는 제 3 전원부(56)와, 부하 전류 중 미소 전류의 통전을 실행하는 보조 개폐부(57) 등으로 구성되어 있다. 주개폐부(51)의 주스위치 소자(51a)는 트라이액으로 구성되어 있다. The load control device 50 of the first conventional example shown in FIG. 44 is connected in series between the AC power supply 2 and the load 3, and includes a main opening / closing part 51, a rectifying part 52, and a control part 53. And a first power supply unit 54 for supplying stable power to the control unit 53, a second power supply unit 55 for supplying power to the first power supply unit 54 when the power supply to the load 3 is stopped. And a third power supply unit 56 for supplying power to the first power supply unit 54 when the power supply to the load 3 is being performed, and an auxiliary opening / closing unit 57 for energizing a small current among load currents. have. The main switch element 51a of the main opening / closing part 51 is comprised with triac.

부하(3)에 전력 공급이 행해지지 않고 있는, 부하 제어 장치(50)의 오프 상태에서, 교류 전원(2)으로부터 부하 제어 장치(50)에 인가되는 전압은 정류부(52)를 거쳐서 제 2 전원부(55)에 공급된다. 제 2 전원부(55)는 저항과 제너다이오드로 구성된 정전압 회로이다. 여기서 부하(3)에 흐르는 전류는, 부하(3)가 오동작하지 않을 정도의 미소 전류이며, 제어부(53)의 소비 전류는 작고, 제 2 전원부(55)의 임피던스는 높게 유지되도록 설정되어 있다. In the off state of the load control device 50 in which no power is supplied to the load 3, the voltage applied from the AC power supply 2 to the load control device 50 passes through the rectifying unit 52 to the second power supply unit. Supplied to 55. The second power supply unit 55 is a constant voltage circuit composed of a resistor and a zener diode. Here, the current flowing through the load 3 is a small current such that the load 3 does not malfunction. The current consumption of the control unit 53 is small, and the impedance of the second power supply unit 55 is set high.

한편, 부하(3)에 전력 공급이 행해지고 있는 부하 제어 장치(50)의 온 상태에서, 제어부(53)로부터의 제어 신호에 의해 제 3 전원부(56)가 온하고, 부하 제어 장치(50)의 임피던스가 저하해서 부하(3)에 흐르는 전류량이 증가함과 동시에, 제 3 전원부(56)에 흐르는 전류는 제 1 전원부(54)에도 흐르고, 버퍼 콘덴서(54a)의 충전을 시작한다. 버퍼 콘덴서(54a)의 충전 전압이 소정의 임계값보다 높아지면, 제 3 전원부(56)를 구성하는 제너다이오드(56a)가 브레이크다운해서 전류가 흐르기 시작하고, 보조 개폐부(57)의 게이트에 전류가 흘러들어, 보조 개폐부(57)가 도통한다(닫힌 상태). 그 결과, 정류부(52)로부터 제 3 전원부(56)로 흐르고 있었던 전류는 보조 개폐부(57)로 흐르고, 또한, 주개폐부(51)의 주스위치 소자(51a)의 게이트로 흘러들어, 주개폐부(51)가 도통(닫힌 상태)한다. 이 때문에, 부하(3)에 대하여 거의 모든 전력이 공급된다. 일단, 주개폐부(51)가 도통하면(닫힌 상태) 전류를 계속해서 흘리지만, 교류 전류가 제로크로스 점에 도달했을 때에 주스위치 소자(51a)는 자기 소호(self extinguish)하고, 주개폐부(51)가 비도통(열린 상태)이 된다. 주개폐부(51)가 비도통(열린 상태)이 되면, 다시 정류부(52)로부터 제 3 전원부(56)를 거쳐서 제 1 전원부(54)에 전류가 흐르고, 부하 제어 장치(50)의 자기 회로 전원을 확보하는 동작을 실행한다. 즉, 교류의 1/2주기마다, 부하 제어 장치(50)의 자기 회로 전원 확보, 보조 개폐부(57)의 도통 및 주개폐부(51)의 도통 동작이 반복된다. On the other hand, in the on state of the load control device 50 in which power is supplied to the load 3, the third power supply unit 56 is turned on by the control signal from the control unit 53, and the load control device 50 is turned on. As the impedance decreases and the amount of current flowing through the load 3 increases, the current flowing through the third power supply 56 also flows into the first power supply 54, and the charging of the buffer capacitor 54a starts. When the charging voltage of the buffer capacitor 54a becomes higher than a predetermined threshold value, the zener diode 56a constituting the third power supply unit 56 breaks down and current begins to flow, and the current flows to the gate of the auxiliary opening and closing unit 57. Flows in, and the auxiliary opening-closing part 57 becomes conductive (closed state). As a result, the current which flowed from the rectifying part 52 to the 3rd power supply part 56 flows into the auxiliary opening-and-closing part 57, and also flows into the gate of the main switch element 51a of the main opening-and-closing part 51, and the main opening-closing part ( 51 conducts (closes). For this reason, almost all electric power is supplied to the load 3. Once the main opening / closing part 51 conducts (closed state), the current continues to flow, but when the AC current reaches the zero cross point, the main switch element 51a self extinguish, and the main opening / closing part 51 ) Becomes non-conducting (open). When the main opening / closing part 51 becomes non-conducting (open state), electric current flows from the rectifying part 52 to the 1st power supply part 54 via the 3rd power supply part 56 again, and the magnetic circuit power supply of the load control apparatus 50 is carried out. Execute the operation to secure the. That is, every 1/2 cycle of alternating current, the magnetic circuit power supply of the load control apparatus 50, the conduction of the auxiliary opening-and-closing part 57, and the conduction | operation of the main opening-and-closing part 51 are repeated.

도 45에 나타내는 제 2 종래예의 부하 제어 장치(60)는 교류 전원(2)과 부하(3) 사이에 직렬로 접속되며, 주개폐부(61)와, 정류부(62)와, 제어부(63)와, 제어부(63)에 안정한 전원을 공급하기 위한 제 1 전원부(64)와, 부하(3)로의 전력 공급이 정지 상태일 때에 제 1 전원부(64)에 전력을 공급하는 제 2 전원부(65)와, 부하(3)로의 전력 공급이 행해지고 있을 때에 제 1 전원부(64)에 전력을 공급하는 제 3 전원부(66)와, 부하 전류의 제로크로스 점을 검출하는 제로크로스 검출부(67) 등으로 구성되어 있다. 주개폐부(61)의 주스위치 소자(61a)로서 MOSFET를 이용하고 있으며, 백열등을 제어 대상 부하로 하고 있다. The load control device 60 of the second conventional example shown in FIG. 45 is connected in series between the AC power supply 2 and the load 3, and includes a main opening / closing part 61, a rectifying part 62, and a control part 63. A first power supply unit 64 for supplying stable power to the control unit 63, a second power supply unit 65 for supplying power to the first power supply unit 64 when the power supply to the load 3 is stopped; And a third power supply unit 66 for supplying power to the first power supply unit 64 when power is supplied to the load 3, and a zero cross detection unit 67 for detecting a zero cross point of the load current. have. A MOSFET is used as the main switch element 61a of the main opening and closing portion 61, and an incandescent lamp is used as a load to be controlled.

부하(3)에 전력을 공급할 경우, 외부로부터 입력되는 조광 레벨에 따른 기간동안 주개폐부(61)의 주스위치 소자(61a)를 도통시키지만, 제로크로스 검출부(67)가 전압의 제로크로스 점을 검출하는 타이밍에서 주스위치 소자(61a)를 도통시키고(닫힌 상태), 상기 기간 경과후에 주스위치 소자(61a)를 비도통(열린 상태)로 한다. 주개폐부(61)가 비도통(열린 상태)인 동안에, 상기 제 1 종래예와 같이 부하 제어 장치(60)의 자기 회로 전원이 확보된다. 주개폐부(61)가 비도통(열린 상태)으로 되면, 다시 제로크로스 검출부(67)가 제로크로스 점을 검출하고, 주스위치 소자(61a)를 도통(닫힌 상태)으로 하는 동작을 교류의 1/2주기마다 되풀이한다. When power is supplied to the load 3, the main switch element 61a of the main opening / closing portion 61 is turned on for a period corresponding to the dimming level input from the outside, but the zero cross detector 67 detects a zero cross point of the voltage. The main switch element 61a is turned on (closed state) at the timing to make the main switch element 61a non-conductive (open state) after the elapse of the period. While the main opening / closing portion 61 is in a non-conducting state (open state), the magnetic circuit power supply of the load control device 60 is secured as in the first conventional example. When the main opening / closing part 61 becomes non-conducting (open state), the zero cross detection part 67 detects a zero cross point again, and the operation | movement which makes the main switch element 61a conduction (closed state) is made into 1/1 of alternating current. Repeat every two cycles.

그러나, 상술한 부하 제어 장치(50, 60)에서는, 부하(3)로의 전력 공급이 정지 상태일 때 제어부(53, 63)를 동작시키기 위해서, 제 2 전원부(55, 65)가 마련되고, 제 1 전원부(54, 64)에 전력을 계속해서 공급할 필요가 있다. 그 때문에, 미소하지만 부하(3)에 계속 전류가 흐르는 것으로 되고, 접속 가능한 부하(3)의 사양이 제한된다. However, in the load control apparatuses 50 and 60 mentioned above, in order to operate the control part 53, 63 when the power supply to the load 3 is stopped, the 2nd power supply parts 55 and 65 are provided, It is necessary to continuously supply electric power to the power supply units 54 and 64. Therefore, a current flows continuously through the load 3 even though it is minute, and the specification of the load 3 that can be connected is limited.

제 1 종래예의 부하 제어 장치(50)와 같이 주개폐부(51)의 주스위치 소자가 트라이액이나 사이리스터인 경우, 부하(3)에 전력을 공급할 때에 발생하는 노이즈를 저감하기 위해, 그리고, 부하(3)에의 전력 공급을 정지할 때에 전원(2)로부터 전파되는 노이즈에 의한 오동작을 방지하기 위해서, 필터를 마련할 필요가 있지만, 필터를 구성하는 코일(58)의 크기나 코일에 의한 발열이 문제가 되고, 부하 제어 장치의 소형화가 곤란하다.When the main switch element of the main opening / closing part 51 is a triac or thyristor, as in the load control device 50 of the first conventional example, in order to reduce noise generated when power is supplied to the load 3, and the load ( In order to prevent malfunction due to noise propagated from the power supply 2 when the power supply to 3) is stopped, it is necessary to provide a filter, but the size of the coil 58 constituting the filter and the heat generated by the coil are problematic. It is difficult to miniaturize the load control device.

필터를 이용하지 않고 부하 제어 장치에 의한 노이즈를 저감하기 위해서, 예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 부하 제어 장치(제 3 종래예)에서는, 주개폐부의 주스위치 소자 이외에, 이 주스위치 소자(제 1 스위치부)보다 온 저항이 큰 제 2 스위치부를 마련하고, 제 2 스위치부를 온시킨 후 제 1 스위치부를 온시키도록 하고 있다. 그러나, 이러한 제 3 종래예에서는, 스위치 소자의 수가 많아지고, 회로구성이 복잡해짐과 동시에, 스위치 온의 타이밍의 제어가 복잡해진다. In order to reduce noise by the load control device without using a filter, for example, in the load control device (third conventional example) described in Patent Document 1, in addition to the main switch element of the main opening and closing part, The second switch portion having a larger on-resistance than the first switch portion is provided, and the first switch portion is turned on after the second switch portion is turned on. However, in this third conventional example, the number of switch elements increases, the circuit configuration becomes complicated, and the control of the timing of switch-on becomes complicated.

또한, 최근 에너지 절약화의 요청에 의해 전등형 형광등이 보급되고 있지만, 제 2 종래예의 부하 제어 장치(60)와 같이 주개폐부(61)의 주스위치 소자(61a)가 트랜지스터인 경우, 부하가 백열등과 같은 부하 전류와 부하 전압이 동위상(역률=1)이 되는 부하에 한정된다. 그 때문에, 형광등이나 백열등과 같이, 접속되는 부하의 종류를 가리지 않는 2선식 부하 제어 장치가 요구되고 있다. In addition, although light-type fluorescent lamps have been widely used in recent years as a request for energy saving, when the main switch element 61a of the main opening / closing portion 61 is a transistor like the load control device 60 of the second conventional example, the load is an incandescent lamp. The load current and load voltage as shown in the figure are limited to the loads having the same phase (power factor = 1). Therefore, there is a demand for a two-wire load control device that does not select the type of load to be connected, such as a fluorescent lamp or an incandescent lamp.

또한, 주개폐부의 주스위치 소자로서 이용되는 트라이액이나 트랜지스터는 Si으로 구성되며, 소자의 세로 방향으로 전류가 흐르는 종형이 일반적이다. 트라이액의 경우, 통전 경로에 PN 접합(junction)이 존재하기 때문에, 통전시에 장벽을 넘기 위해서 손실이 발생한다. 또한, 트랜지스터의 경우, 2개의 소자를 역방향으로 접속할 필요가 있고, 내전압 유지층이 되는 저 캐리어 농도층의 저항이 높기 때문에 통전시에 손실이 발생한다. 이러한 손실에 의해 주스위치 소자 자체의 발열이 크고, 대형의 히트 싱크(heat sink)를 필요로 하기 때문에, 부하 제어 장치의 대용량화나 소형화에 방해가 되고 있었다. In addition, a triac and a transistor used as a main switch element of the main opening / closing portion are made of Si, and a vertical type in which current flows in the longitudinal direction of the element is generally used. In the case of triacs, there is a PN junction in the conduction path, so a loss occurs in order to cross the barrier during energization. In the case of a transistor, it is necessary to connect two elements in the reverse direction, and a loss occurs at the time of energization because the resistance of the low carrier concentration layer serving as the withstand voltage holding layer is high. This loss causes a large heat generation of the main switch element itself and requires a large heat sink, which has hindered the increase in the capacity and miniaturization of the load control device.

또한, 이러한 부하 제어 장치는, 일반적으로 벽면에 마련된 금속제의 박스 등에 수납되어서 사용되지만, 종래의 부하 제어 장치에서는 소형화에 한계가 있기 때문에, 현재 일반적으로 사용되고 있는 박스의 크기로는, 부하 제어 장치와 다른 센서나 스위치 등을 병용할 수 없다. 따라서, 일반적인 크기의 박스에, 부하 제어 장치와 다른 센서나 스위치 등의 병설을 가능하게 하기 위해서, 부하 제어 장치의 더욱 소형화가 요구되고 있다. In addition, although such a load control apparatus is generally accommodated and used in the metal box etc. which were provided in the wall surface, in the conventional load control apparatus, since there is a limit in miniaturization, as a size of the box currently used generally, a load control apparatus and You cannot use other sensors or switches together. Therefore, further miniaturization of the load control device is required in order to enable the parallel control of the load control device and other sensors and switches.

일본 특허 공개 제2006-92859호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2006-92859

본 발명은 상기한 종래예의 문제를 해결하기 위해서 행해진 것으로서, 부하로의 통전시에 있어서의 발열량을 적게 하고, 소형화 및 대용량화를 가능하게 하며, 또한, 형광등이나 백열등과 같이 부하의 역률 제한을 필요하지 않는 부하 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and reduces the amount of heat generated during energization to the load, enables miniaturization and large capacity, and does not require limiting the power factor of the load such as fluorescent lamps or incandescent lamps. It is an object to provide a load control device that does not.

본 발명의 다른 목적은, 스위치 소자의 부품수를 삭감하면서, 개폐 타이밍을 정확하게 제어할 수 있는 부하 제어 장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a load control device capable of accurately controlling the opening and closing timing while reducing the number of parts of the switch element.

본 발명의 다른 목적은, 상기 제 2 전원부에 상당하는 구성을 폐지함과 동시에, 비동작시에 부하로 미소 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있는 부하 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a load control device capable of eliminating a configuration corresponding to the second power supply unit and preventing a small current from flowing to the load during non-operation.

본 발명의 제 1 측면에 따른 부하 제어 장치는 교류 전원과 부하의 사이에 직렬로 접속되는 2선식 부하 제어 장치로서, 전원 및 부하에 대해 직렬로 접속되고, 각각 접속점에 대하여 제어 전압이 인가되는 게이트를 1군데씩 갖고 내전압부가 하나인 횡형의 듀얼 게이트 트랜지스터 구조의 주스위치 소자를 가지고, 부하에 대해 전원의 공급을 제어하는 주개폐부와, 사이리스터 구조의 보조 스위치 소자를 갖고 상기 주개폐부가 비도통일 때에 부하에 대해 전원의 공급을 제어하는 보조 개폐부와, 상기 주개폐부 및 상기 보조 개폐부의 개폐를 제어하는 제어부와, 상기 주개폐부의 양단부로부터 정류부를 거쳐서 전력 공급되며, 상기 제어부에 안정한 전압을 공급하는 제 1 전원부와, 상기 주개폐부의 양단으로부터 정류부를 거쳐서 전력 공급되며, 부하로의 전력 공급이 정지하고 있을 때에, 상기 제 1 전원부에 전원을 공급하는 제 2 전원부와, 상기 주개폐부를 구동하는 구동 회로와, 상기 주개폐부 또는 상기 보조 개폐부가 닫힌 상태에서, 부하에 전력 공급을 실행하고 있을 때에, 상기 제 1 전원부에 전원을 공급하는 제 3 전원부와, 상기 제 3 전원부에 입력되는 전압을 검출하는 전압 검출부를 구비하고, 상기 제어부는, 부하에 전력을 공급하고 있을 때에, 상기 전압 검출부가 상기 제 3 전원부에 입력되는 전압이 소정의 임계값에 도달한 것을 검출하면, 상기 주개폐부를 제 1 소정 시간 도통시킴과 동시에, 상기 주개폐부가 비도통일 때에 상기 보조 개폐부를 제 2 소정 시간 도통시키는 것을 특징으로 한다. The load control device according to the first aspect of the present invention is a two-wire load control device connected in series between an AC power supply and a load, the gate being connected in series to the power supply and the load, and to which a control voltage is applied to each connection point, respectively. Has a main switch element of a horizontal dual-gate transistor structure having a single withstand voltage portion and a single withstand voltage portion, a main switch portion for controlling the supply of power to a load, and a secondary switch element having a thyristor structure and the main switch portion is non-conductive An auxiliary switch for controlling the supply of power to a load, a controller for controlling the opening and closing of the main switch and the auxiliary switch, and a power supply via a rectifier from both ends of the main switch, and supplying a stable voltage to the controller. 1 is supplied to the load from both ends of the power supply section and the main switchgear through the rectifying section, and When the power supply is stopped, power is supplied to the load in a state in which the second power supply unit for supplying power to the first power supply unit, the drive circuit for driving the main opening and closing unit, and the main opening and closing unit or the auxiliary opening and closing unit are closed. And a third power supply for supplying power to the first power supply, and a voltage detector for detecting a voltage input to the third power supply, wherein the controller is configured to supply the power to the load. When the detection unit detects that the voltage input to the third power supply unit reaches a predetermined threshold value, the main opening / closing part is turned on for a first predetermined time, and the auxiliary opening / closing part is turned off for a second predetermined time when the main opening / closing part is in the off state. It is characterized by conduction.

본 발명의 제 2 측면의 부하 제어 장치는, 트랜지스터 구조의 스위치 소자를 가지고, 부하에 대하여 전원의 공급을 제어하는 주개폐부와, 사이리스터 구조의 스위치 소자를 가지며, 상기 주개폐부가 비도통일 때에, 부하에 대하여 전원의 공급을 제어하는 보조 개폐부와, 상기 주개폐부 및 상기 보조 개폐부의 개폐를 제어하는 제어부와, 상기 주개폐부의 양단으로부터 정류부를 거쳐서 전력 공급되며, 상기 제어부에 안정한 전압을 공급하는 제 1 전원부와, 상기 주개폐부의 양단으로부터 정류부를 거쳐서 전력 공급되며, 부하에의 전력 공급을 정지하고 있을 때에, 상기 제 1 전원부에의 전원을 공급하는 제 2 전원부와, 상기 주개폐부 또는 상기 보조 개폐부가 닫힌 상태에서, 부하에의 전력 공급을 실행하고 있을 때에, 상기 제 1 전원부에의 전원을 공급하는 제 3 전원부를 구비하고, 상기 제 3 전원부는 입력되는 전압을 검출하는 전압 검출부와, 부하 전류의 제로크로스 점을 검출하는 제로크로스 검출부를 구비하고, 상기 제어부는 부하에 전력을 공급하고 있을 때에, 상기 전압 검출부가 상기 제 3 전원부에 입력되는 전압이 소정의 임계값에 도달한 것을 검출했을 때부터 계수되는 제 1 소정 시간과, 상기 제로크로스 검출부가 부하 전류의 제로크로스 점을 검출한 때부터 계수되는 부하 전류의 반주기 미만의 제 3 소정 시간이 중복하고 있는 시간동안, 상기 주개폐부를 도통시키는 것을 특징으로 한다. The load control device according to the second aspect of the present invention has a switch element having a transistor structure, has a main switch for controlling supply of power to a load, a thyristor structure switch element, and the load when the main switch is non-conductive. A first opening / closing part for controlling the supply of power to the second opening, a control part controlling the opening / closing of the main opening / closing part, and a power supply via a rectifying part from both ends of the main opening / closing part, and supplying a stable voltage to the control part. A power supply unit and a second power supply unit which supplies power to the first power supply unit when supplying power to the load is stopped when power is supplied from both ends of the main opening and closing unit via a rectifying unit; and the main opening and closing unit or the auxiliary opening and closing unit Supplying power to the first power supply unit when power is supplied to the load in the closed state Has a third power supply unit, the third power supply unit includes a voltage detection unit detecting an input voltage, and a zero cross detection unit detecting a zero cross point of a load current, and the control unit is configured to supply power to the load. A first predetermined time counted when the voltage detector detects that the voltage input to the third power supply reaches a predetermined threshold value, and when the zero cross detector detects a zero cross point of the load current. The main opening and closing portion is turned on for a time when the third predetermined time less than half the period of the counted load current overlaps.

본 발명의 제 3 측면의 부하 제어 장치는, 트랜지스터 구조의 스위치 소자를 가지고, 부하에 대하여 전원의 공급을 제어하는 주개폐부와, 사이리스터 구조의 스위치 소자를 가지며, 상기 주개폐부가 비도통일 때에, 부하에 대하여 전원의 공급을 제어하는 보조 개폐부와, 상기 주개폐부 및 상기 보조 개폐부의 개폐를 제어하는 제어부와, 상기 주개폐부의 양단으로부터 정류부를 거쳐서 전력 공급되며, 상기 제어부에 안정한 전압을 공급하는 제 1 전원부와, 상기 주개폐부 또는 상기 보조 개폐부가 닫힌 상태에서, 부하에의 전력 공급을 실행하고 있을 때에, 상기 제 1 전원부에 전원을 공급하는 제 3 전원부와, 외부로부터 전송되어 오는 제어 신호를 수신하는 수신부와, 상기 수신부에 의해 수신된 제어 신호를 정류하고, 상기 제 1 전원부에 전력을 공급하는 독립 전원부를 구비한 것을 특징으로 한다. The load control device according to the third aspect of the present invention has a switch element having a transistor structure, has a main switch for controlling supply of power to a load, a thyristor structure switch element, and the load when the main switch is non-conductive. A first opening / closing part for controlling the supply of power to the second opening, a control part controlling the opening / closing of the main opening / closing part, and a power supply via a rectifying part from both ends of the main opening / closing part, and supplying a stable voltage to the control part. Receiving a third power supply unit for supplying power to the first power supply unit, and a control signal transmitted from the outside when the power supply unit, the main opening and closing unit or the auxiliary opening and closing unit is in the state of supplying power to the load Rectifying a control signal received by the receiver, and supplying power to the first power source. It characterized in that it includes an independent power source.

본 발명의 제 1 측면에 의하면,2선식 부하 제어 장치의 주개폐부의 주스위치 소자의 구조가, 교류 제어에 있어서 저손실(저저항)화에 대하여 효율이 좋은 반도체 칩 구성이 되는 듀얼 게이트 트랜지스터 구조이기 때문에, 부하 제어 장치의 소형 · 대용량화를 실현할 수 있다. According to the first aspect of the present invention, the structure of the main switch element of the main opening and closing portion of the two-wire load control device is a dual gate transistor structure in which a semiconductor chip structure having high efficiency against low loss (low resistance) in AC control is provided. Therefore, the miniaturization and the large capacity of the load control device can be realized.

본 발명의 제 2 측면에 의하면, 전압 검출부가 제 3 전원부에 입력되는 전압이 소정의 임계값에 도달한 것을 검출하면, 제어부는 주개폐부를 제 1 소정 시간 도통(닫힌 상태)시키므로, 상용 전원의 반주기 중 대부분의 시간을 주개폐부로부터 부하에 전력을 공급하게 된다. 또한, 이 제 1 소정 시간내이더라도 제 3 소정 시간이 경과하면, 제어부는 주개폐부를 비도통(열린 상태)시키므로, 예를 들면, 저부하시에 있어서 제 1 소정 시간이 개시되는 타이밍이 지연되더라, 부하 전류가 0이 되기 전에 주개폐부가 확실하게 비도통으로 된다. 이에 따라, 주개폐부가 부하 전류의 제로크로스를 넘어서 도통되는 일이 없어진다.According to the second aspect of the present invention, when the voltage detecting unit detects that the voltage input to the third power supply unit reaches a predetermined threshold value, the control unit causes the main opening and closing state to conduct (closed state) for the first predetermined time. Most of the half cycle will power the load from the main switch. Further, even when within the first predetermined time, when the third predetermined time elapses, the control unit turns off the main opening / closing part (open state). For example, the timing at which the first predetermined time starts under low load is delayed. Therefore, before the load current reaches zero, the main switch is surely non-conductive. As a result, the main opening / closing portion does not conduct beyond the zero cross of the load current.

본 발명의 제 3 측면에 의하면,수신부에 의해 수신된 제어 신호를 독립 전원부에 의해 정류하여, 제 1 전원부에 전력을 공급하므로, 종래예의 제 2 전원부에 상당하는 구성을 폐지할 수 있다. 또한, 이 독립 전원부가 부하로의 전력 공급과 독립해서 제 1 전원부에 전력을 공급하므로, 비동작시에 부하에 미소 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있고, 접속 가능한 부하의 사용 범위를 확대할 수 있다. According to the third aspect of the present invention, since the control signal received by the receiving unit is rectified by the independent power supply unit to supply power to the first power supply unit, the configuration corresponding to the second power supply unit of the conventional example can be eliminated. In addition, since the independent power supply unit supplies power to the first power supply unit independently of the power supply to the load, it is possible to prevent the micro current from flowing to the load during non-operation, and to expand the use range of the load that can be connected. .

도 1a 내전압부를 1군데 갖는 횡형의 듀얼 게이트 트랜지스터 구조의 주스위치 소자의 회로도이고, 1(b)는 2개의 MOSFET형 트랜지스터 소자를 역방향 접속했을 경우의 회로도이다.
도 2는 횡형의 듀얼 게이트 트랜지스터 구조의 주스위치 소자의 종 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 부하 제어 장치의 제 1 실시 형태를 나타내는 회로도이다.
도 4는 제 1 실시 형태에 따른 부하 제어 장치의 각 부에 있어서의 신호 파형을 나타내는 타임차트이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 부하 제어 장치의 구동 회로의 제 1 실시예의 회로도이다.
도 6은 도 5에 있어서의 구동 회로의 확대도이다.
도 7은 부하 제어 장치의 제 1 실시예에 따른 구동 회로의 변형예를 나타내는 회로도이다.
도 8은 도 7에 있어서의 구동 회로의 확대도이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 부하 제어 장치의 구동 회로의 제 2 실시예의 회로도이다.
도 10은 도 9에 있어서의 구동 회로의 확대도이다.
도 11은 부하 제어 장치의 제 2 실시예에 따른 구동 회로의 구체적 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 12는 도 11에 있어서의 구동 회로의 확대도이다.
도 13은 부하 제어 장치의 제 2 실시예에 따른 구동 회로의 변형예를 나타내는 회로도이다.
도 14는 도 13에 있어서의 구동 회로의 확대도이다.
도 15는 부하 제어 장치의 제 2 실시예에 따른 구동 회로의 다른 변형예를 나타내는 회로도이다.
도 16은 도 15에 있어서의 구동 회로의 확대도이다.
도 17은 부하 제어 장치의 제 3 실시예에 따른 구동 회로의 회로도이다.
도 18은 도 17에 있어서의 구동 회로의 확대도이다.
도 19는 부하 제어 장치의 제 4 실시예에 따른 구동 회로의 회로도이다.
도 20은 부하 제어 장치의 제 5 실시예에 따른 구동 회로의 회로도이다.
도 21은 부하 제어 장치의 제 5 실시예에 있어서의 각 부의 신호 파형을 나타내는 타임차트이다.
도 22는 본 발명의 부하 제어 장치의 제 6 실시예에 따른 구동 회로의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 23은 도 22에 있어서의 구동 회로의 확대도이다.
도 24는 도 22의 부하 제어 장치의 각 부에 있어서의 신호 파형을 나타내는 타임차트이다.
도 25는 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 부하 제어 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 26은 제 2 실시 형태에 따른 부하 제어 장치의 고 부하시에 있어서의 각 부의 신호 파형을 나타내는 타임차트이다.
도 27은 제 2 실시 형태에 따른 부하 제어 장치의 저 부하시에 있어서, 주개폐부의 제어에 제 3 소정 시간을 이용하지 않는다고 가정했을 경우의 각 부의 신호 파형을 나타내는 타임차트이다.
도 28은 제 2 실시 형태에 따른 부하 제어 장치의 저부하시에 있어서, 주개폐부의 제어에 제 3 소정 시간을 이용했을 경우의 각 부의 신호 파형을 나타내는 타임차트이다.
도 29는 본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 부하 제어 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 30은 본 발명의 제 4 실시 형태에 따른 부하 제어 장치의 회로도이다.
도 31은 제 4 실시 형태에 따른 부하 제어 장치의 변형예를 나타내는 회로도이다.
도 32는 본 발명의 제 5 실시 형태에 따른 부하 제어 장치를 이용한 부하 제어 시스템의 블록도이다.
도 33은 본 발명의 제 5 실시 형태에 따른 부하 제어 장치의 제 1 실시예의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 34는 제 5 실시 형태에 따른 부하 제어 장치의 동작시의 파형을 도시하는 도면으로서, (a)는 역률이 1인 경우의 파형, (b)는 역률이 1이 아닐 경우의 파형을 나타낸다.
도 35는 본 발명의 제 5 실시 형태에 따른 부하 제어 장치의 제 2 실시예의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 36은 도 35의 부하 제어 장치의 동작시의 파형을 도시한 도면이다.
도 37은 본 발명의 제 5 실시 형태에 따른 부하 제어 장치의 제 3 실시예의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 38은 제 3 실시예에 따른 부하 제어 장치의 주개폐부에서 이용되는 주스위치 소자의 개략구성을 나타내는 단면도이다.
도 39는 본 발명의 제 5 실시 형태에 따른 부하 제어 장치의 제 4 실시예의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 40은 제 4 실시예에 따른 부하 제어 장치의 주개폐부에서 이용되는 스위치 소자의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 41은 도 40에서 A-A선을 잘라본 단면도이다.
도 42는 본 발명의 제 6 실시 형태에 따른 부하 제어 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 43은 제 6 실시 형태에 따른 부하 제어 장치의 저부하시에 있어서, 주개폐부의 제어에 제 3 소정 시간을 이용했을 경우의 각 부의 신호 파형을 나타내는 타임차트이다.
도 44는 제 1 종래예에 따른 부하 제어 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 45는 제 2 종래예에 따른 부하 제어 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
Fig. 1A is a circuit diagram of a main switch element of a horizontal dual gate transistor structure having one withstand voltage section, and 1 (b) is a circuit diagram when two MOSFET transistor elements are connected in a reverse direction.
Fig. 2 is a longitudinal sectional view of the main switch element of the horizontal dual gate transistor structure.
3 is a circuit diagram showing a first embodiment of a load control device according to the present invention.
4 is a time chart showing a signal waveform in each part of the load control device according to the first embodiment.
5 is a circuit diagram of a first example of a drive circuit of the load control device according to the first embodiment of the present invention.
6 is an enlarged view of the driving circuit in FIG. 5.
7 is a circuit diagram showing a modification of the driving circuit according to the first embodiment of the load control device.
FIG. 8 is an enlarged view of the drive circuit in FIG. 7.
9 is a circuit diagram of a second example of a drive circuit of the load control device according to the first embodiment of the present invention.
10 is an enlarged view of the driving circuit in FIG. 9.
11 is a circuit diagram showing a specific configuration example of a drive circuit according to the second embodiment of the load control device.
12 is an enlarged view of the drive circuit in FIG. 11.
13 is a circuit diagram showing a modification of the driving circuit according to the second embodiment of the load control device.
FIG. 14 is an enlarged view of the drive circuit in FIG. 13.
15 is a circuit diagram showing another modified example of the drive circuit according to the second embodiment of the load control device.
FIG. 16 is an enlarged view of the drive circuit in FIG. 15.
17 is a circuit diagram of a driving circuit according to the third embodiment of the load control device.
FIG. 18 is an enlarged view of the drive circuit in FIG. 17.
19 is a circuit diagram of a driving circuit according to the fourth embodiment of the load control device.
20 is a circuit diagram of a driving circuit according to the fifth embodiment of the load control device.
Fig. 21 is a time chart showing signal waveforms of respective parts in the fifth embodiment of the load control device.
Fig. 22 is a circuit diagram showing the construction of a drive circuit according to the sixth embodiment of the load control device of the present invention.
FIG. 23 is an enlarged view of the drive circuit in FIG. 22.
FIG. 24 is a time chart showing a signal waveform in each part of the load control device in FIG. 22.
25 is a circuit diagram showing a configuration of a load control device according to a second embodiment of the present invention.
It is a time chart which shows the signal waveform of each part at the time of high load of the load control apparatus which concerns on 2nd Embodiment.
FIG. 27 is a time chart showing signal waveforms of respective parts in the case where it is assumed that the third predetermined time is not used for control of the main opening and closing part at the time of low load of the load control device according to the second embodiment.
FIG. 28 is a time chart showing signal waveforms of respective parts when the third predetermined time is used for control of the main opening and closing portion at the time of low load of the load control device according to the second embodiment.
It is a circuit diagram which shows the structure of the load control apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention.
30 is a circuit diagram of a load control device according to a fourth embodiment of the present invention.
31 is a circuit diagram illustrating a modification of the load control device according to the fourth embodiment.
It is a block diagram of the load control system using the load control apparatus which concerns on 5th Embodiment of this invention.
33 is a circuit diagram showing a configuration of a first example of a load control device according to a fifth embodiment of the present invention.
34 is a diagram showing waveforms at the time of operation of the load control device according to the fifth embodiment, (a) shows waveforms when the power factor is 1, and (b) shows waveforms when the power factor is not one.
35 is a circuit diagram showing a configuration of a second example of a load control device according to a fifth embodiment of the present invention.
36 is a view showing waveforms at the time of operation of the load control device of FIG.
37 is a circuit diagram showing a configuration of a third example of a load control device according to a fifth embodiment of the present invention.
38 is a sectional view showing a schematic configuration of a main switch element used in a main opening and closing portion of a load control device according to a third embodiment.
Fig. 39 is a circuit diagram showing the construction of the fourth example of the load control device according to the fifth embodiment of the present invention.
40 is a plan view showing the configuration of a switch element used in the main opening and closing portion of the load control device according to the fourth embodiment.
FIG. 41 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 40.
42 is a circuit diagram showing a configuration of a load control device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 43 is a time chart showing signal waveforms of respective parts when the third predetermined time is used for control of the main opening and closing portion at the time of low load of the load control device according to the sixth embodiment.
44 is a circuit diagram showing a configuration of a load control device according to a first conventional example.
45 is a circuit diagram showing a configuration of a load control device according to a second conventional example.

(제 1 실시 형태) (First Embodiment)

우선, 본 명세서에서 설명되는 본 발명에 따른 부하 제어 장치에서 사용되는 주스위치 소자에 대해서 설명한다. 도 1a는 내전압부를 1군데 갖는 횡형의 듀얼 게이트 트랜지스터 구조의 주스위치 소자의 회로도를 나타내고, 도 1b는 2개의 MOSFET형 트랜지스터 소자를 역방향 접속했을 경우의 회로도를 나타낸다. 또한, 도 2는 횡형의 듀얼 게이트 트랜지스터 구조의 주스위치 소자의 종단면 구성을 나타낸다.First, the main switch element used in the load control apparatus according to the present invention described herein will be described. FIG. 1A shows a circuit diagram of a main switch element of a horizontal dual gate transistor structure having one withstand voltage section, and FIG. 1B shows a circuit diagram when two MOSFET-type transistor elements are connected in reverse. 2 shows the longitudinal cross-sectional structure of the main switch element of the horizontal dual gate transistor structure.

도 1b에 나타내는 구성에서는, 2개의 트랜지스터 소자의 소스 전극(S)끼리가 접속되며, 또한 접지되어 있고(최저 전위부), 소스 전극(S)과 게이트 전극(G1, G2)의 사이에는 내전압이 불필요하며, 게이트 전극(G1, G2)과 드레인 전극(D1, D2)의 사이에 내전압이 필요하기 때문에, 내전압부(예를 들면, 내전압 거리를 둠)를 2군데 필요로 하고 있다. 2개의 트랜지스터 소자는 소스 전극을 기준으로 한 게이트 신호로 동작하므로, 각 트랜지스터 소자의 게이트 전극(G1, G2)에 같은 구동 신호를 입력해서 구동할 수 있다. 그것에 대하여, 도 2에 도시하는 바와 같이 횡형의 듀얼 게이트 트랜지스터 구조의 주스위치 소자에서는, 내전압을 유지하는 개소를 1군데 갖는 손실이 적은 쌍 방향 소자를 실현하는 구조이다. 한편, 이러한 구성의 소자는 드레인 전극(D1, D2)의 전압을 기준으로 해서 제어할 필요가 있고, 2개의 게이트 전극(G1, G2)에 각각 다른 구동 신호를 입력할 필요가 있다 (그 때문에, 듀얼 게이트 트랜지스터 구조라 부른다).In the configuration shown in FIG. 1B, the source electrodes S of the two transistor elements are connected to each other and grounded (lowest potential portion), and the withstand voltage is between the source electrode S and the gate electrodes G1 and G2. Since it is unnecessary and withstand voltage is required between gate electrodes G1 and G2 and drain electrodes D1 and D2, two withstand voltage parts (for example, withstand withstand voltage distance) are required. Since the two transistor elements operate with the gate signal based on the source electrode, the same driving signal can be inputted and driven to the gate electrodes G1 and G2 of each transistor element. On the other hand, as shown in Fig. 2, the main switch element of the lateral dual gate transistor structure realizes a bidirectional element having a low loss having one location maintaining the withstand voltage. On the other hand, the device having such a configuration needs to be controlled based on the voltages of the drain electrodes D1 and D2, and it is necessary to input different drive signals to the two gate electrodes G1 and G2, respectively. Dual gate transistor structure).

도 3은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 부하 제어 장치(1)의 기본구성을 나타내는 회로도이며, 도 4는 부하 제어 장치(1)의 각 부에 있어서의 신호 파형을 나타내는 타임 차트이다. 또, 여기서, 구동 회로(10)의 구체적 구성은 나타내지 않고, 구동 회로(10)의 구체적인 구성은 이하의 실시예에서 설명한다. FIG. 3 is a circuit diagram showing the basic configuration of the load control device 1 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a time chart showing signal waveforms in each part of the load control device 1. In addition, the specific structure of the drive circuit 10 is not shown here and the specific structure of the drive circuit 10 is demonstrated in the following Example.

도 3에 도시한 제 1 실시 형태의 부하 제어 장치(1)는 교류 전원(2)과 부하(3)의 사이에 직렬로 접속되며, 부하(3)에 대하여 전원의 공급을 제어하는 주개폐부(11)와, 주개폐부(11)를 구동하는 구동 회로(10)와, 정류부(12)와, 부하 제어 장치(1) 전체를 제어하는 제어부(13)와, 제어부(13)에 안정한 전원을 공급하기 위한 제 1 전원부(14)와, 부하(3)로의 전력공급 정지상태일 때에 제 1 전원부(14)에 전력을 공급하는 제 2 전원부(15)와, 부하(3)로의 전력 공급이 행해지고 있을 때에 제 1 전원부(14)에 전력을 공급하는 제 3 전원부(16)와, 부하 전류 중 미소 전류의 통전을 실행하는 보조 개폐부(17) 등으로 구성되어 있다. 또한, 제 3 전원부(16)에는, 제 3 전원부에 입력되는 전압을 검출하는 전압 검출부(18)가 또한 마련되어 있다. 주개폐부(11)는 상기 횡형의 듀얼 게이트 트랜지스터 구조의 주스위치 소자(11a)를 가지며, 보조 개폐부(17)는 사이리스터 구조의 보조 스위치 소자를 가지고 있다. The load control device 1 according to the first embodiment shown in FIG. 3 is connected in series between the AC power supply 2 and the load 3, and the main opening / closing unit for controlling the supply of power to the load 3 ( 11), the drive circuit 10 which drives the main opening / closing part 11, the rectifier part 12, the control part 13 which controls the whole load control apparatus 1, and a stable power supply to the control part 13 The first power supply unit 14, the second power supply unit 15 for supplying power to the first power supply unit 14 when the power supply to the load 3 is stopped, and the power supply to the load 3 are being performed. And a third power supply unit 16 for supplying power to the first power supply unit 14 at the time, and an auxiliary opening and closing unit 17 for energizing a small current among load currents. The third power supply unit 16 is further provided with a voltage detector 18 for detecting a voltage input to the third power supply unit. The main switch 11 has a main switch element 11a of the horizontal dual gate transistor structure, and the auxiliary switch 17 has an auxiliary switch element of a thyristor structure.

부하(3)에 전력 공급이 행해지지 않고 있는 부하 제어 장치(1)의 오프 상태에 있어서도, 전원(2)으로부터 정류부(12)를 거쳐서 제 2 전원부(15)에 전류가 흐르기 때문에, 부하(3)에도 미소 전류가 흐르고 있지만, 그 전류는 부하(3)를 오동작시키지 않을 정도로 낮게 억제되어 있으며, 제 2 전원부(15)의 임피던스가 높은 값으로 유지되어 있다.Even in the off state of the load control device 1 in which electric power is not supplied to the load 3, the current flows from the power supply 2 to the second power supply unit 15 via the rectifying unit 12. ), But a small current flows low enough not to cause the load 3 to malfunction, and the impedance of the second power supply unit 15 is maintained at a high value.

부하(3)에 전력 공급이 행해지고 있을 때, 제 3 전원부(16)의 임피던스를 낮게 하여, 부하 제어 장치(1) 내부의 회로측에 전류를 흘려서, 제 1 전원부(14)의 버퍼 콘덴서(25)를 충전한다. 상기한 바와 같이, 제 3 전원부(16)에는, 전압 검출부(충전 감시부)(18)가 마련되어 제 3 전원부(16)에 입력되는 전압을 검출한다. 전압 검출부(18)가 제 3 전원부(16)에 입력되는 전압이 소정의 임계값에 도달한 것을 검출하면, 전압 검출부(18)는 소정의 검출 신호를 출력한다. 제어부(13)는 전압 검출부(18)로부터의 검출 신호를 수신하면, 주개폐부(11)를 제 1 소정 시간 도통(닫힌 상태)시키도록, 구동 회로(10)에 대하여 주개폐부(11)을 도통시키기 위한 제 1 펄스 신호(주개폐부 구동 신호)을 출력한다. 도 3에서는, 전압 검출부(18)로부터의 검출 신호에 따라 직접 제 1 펄스 신호를 출력하도록 전용의 IC 등을 이용하여 하드웨어적으로 구성된 제 1 펄스 출력부(주개폐부 구동 신호 출력부)(19)를 제어부(13)의 일부로서 마련한 구성예를 나타내고 있다. 그러나, 도시된 구성에 한정되지 않고, 전압 검출부(18)로부터의 출력을 CPU 등으로 구성된 주제어부(20)에 입력하고, 소프트웨어적으로 제 1 펄스 신호를 출력하도록 구성해도 좋다. 주개폐부(11)를 도통시키는 제 1 소정 시간으로서는, 상용 주파수 전원의 반주기보다도 조금 짧은 시간으로 설정하는 것이 바람직하다. When the electric power is supplied to the load 3, the impedance of the 3rd power supply part 16 is made low, the current flows to the circuit side inside the load control apparatus 1, and the buffer capacitor 25 of the 1st power supply part 14 is carried out. ). As mentioned above, the voltage supply part (charge monitoring part) 18 is provided in the 3rd power supply part 16, and the voltage input to the 3rd power supply part 16 is detected. When the voltage detector 18 detects that the voltage input to the third power supply 16 reaches a predetermined threshold, the voltage detector 18 outputs a predetermined detection signal. When the control unit 13 receives the detection signal from the voltage detecting unit 18, the control unit 13 conducts the main switching unit 11 to the driving circuit 10 so that the main opening and closing unit 11 conducts (closes) the first predetermined time. Outputs a first pulse signal (main opening / closing drive signal). In FIG. 3, the first pulse output unit (main opening / closing drive signal output unit) 19 hardware-configured by using an exclusive IC or the like to directly output the first pulse signal in accordance with the detection signal from the voltage detector 18. The structural example which provided as a part of control part 13 is shown. However, the present invention is not limited to the illustrated configuration, but may be configured to input the output from the voltage detector 18 to the main controller 20 configured by the CPU or the like and output the first pulse signal in software. As the first predetermined time for conducting the main opening and closing part 11, it is preferable to set the time slightly shorter than the half cycle of the commercial frequency power supply.

다음으로, 상기 제 1 소정 시간 경과 후, 주개폐부(11)가 비도통(열린 상태)이 되는 동작을 시작할 때, 제어부(13)는 보조 개폐부(17)를 제 2 소정 시간(예를 들면, 수백μ초)동안 도통(닫힌 상태)시킨다. 즉, 주개폐부(11)가 비도통이 되고, 부하 전류가 일단 보조 개폐부(17)에 흐르기 시작하면, 부하 전류가 0이 될 때까지 보조 개폐부(17)에 계속해서 흐른다. 도 3에서는, 주개폐부(11)가 비도통(열린 상태)이 된 것을 검출하고 나서, 제 2 소정 시간동안 보조 개폐부(17)에 구동 신호를 부여하도록, 제 2 소정 시간의 제 2 펄스 신호(보조 개폐부 구동 신호)를 출력하는 제 2 펄스 출력부(21)를 제어부(13)의 일부로서 마련한 예를 나타낸다. 대안적으로, 소프트웨어적으로 제 2 펄스 신호를 출력시켜도 좋고, 또는, 다이오드나 콘덴서를 이용하여 지연 회로에 의해 같은 동작을 실현해도 좋다.Next, after the first predetermined time elapses, when the main opening / closing part 11 starts to become non-conductive (open state), the control unit 13 opens the auxiliary opening / closing unit 17 for a second predetermined time (for example, Several hundred microseconds). That is, when the main opening / closing part 11 becomes non-conduction and a load current starts to flow to the auxiliary opening-and-closing part 17, it continues to flow to the auxiliary opening-and-closing part 17 until the load current becomes zero. In FIG. 3, after detecting that the main opening / closing part 11 has become non-conducting (open state), the 2nd pulse signal (at the 2nd predetermined time) is made to give a drive signal to the auxiliary opening / closing part 17 for a 2nd predetermined time. The example which provided the 2nd pulse output part 21 which outputs auxiliary opening / closing drive signal) as a part of control part 13 is shown. Alternatively, the second pulse signal may be output by software, or the same operation may be realized by a delay circuit using a diode or a capacitor.

도 4를 참조하면, 상술한 동작에 의해, 버퍼 콘덴서(25)의 충전 완료 후, 상용 전원의 반주기 중 대부분의 시간을 주개폐부(11)로부터 부하(3)에 전력을 공급한 후, 통전 전류가 적어지고 나서, 보조 개폐부(17)로부터 부하(3)에 전력을 공급하게 된다. 또한, 보조 개폐부(17)는 사이리스터 구조의 보조 스위치 소자(17a)를 가지고 있으므로, 전류치가 0이 되는 시점(제로크로스 점)에서 비도통(열린 상태)이 된다. 보조 개폐부(17)가 비도통(열린 상태)이 되면, 다시 제 3 전원부(16)에 전류가 흘러들기 때문에, 상기한 동작을 상용 전원의 반주기마다 되풀이한다. 이들 동작은 부하 전류에 대하여 행해지기 때문에, 주개폐부(11)가 트랜지스터 구조를 가지는 주스위치 소자(11a)로 구성되어 있어도 부하(3)는 역률 1인 것에 한정되지 않고, 형광등 및 백열등 중 어디에도 적합한 2선식의 부하 제어 장치를 실현할 수 있다. 또한, 제 1 실시형태에서는, 주개폐부(11)가 횡형의 듀얼 게이트 트랜지스터 구조의 주스위치 소자(11a)로 구성되어 있으므로, 트랜지스터 소자의 내전압이 필요한 개소는 1군데로 한정되며, 부하로의 전류 도통시에 있어서 주스위치 소자 자체의 발열량을 적게 하고, 부하 제어 장치의 소형화 및 대용량화를 동시에 실현할 수 있다. Referring to FIG. 4, after the charging of the buffer capacitor 25 is completed, after the charging operation is performed, most of the half cycle of the commercial power supply is supplied from the main switch 11 to the load 3 by the above-described operation. After decreases, power is supplied to the load 3 from the auxiliary opening / closing unit 17. In addition, since the auxiliary switch 17 has the auxiliary switch element 17a of the thyristor structure, it becomes non-conducting (open state) at the time (zero cross point) which electric current value becomes zero. When the auxiliary opening / closing part 17 becomes non-conducting (open state), since an electric current flows again to the 3rd power supply part 16, the above operation is repeated every half cycle of a commercial power supply. Since these operations are performed with respect to the load current, even if the main switch 11 is composed of the main switch element 11a having a transistor structure, the load 3 is not limited to one having a power factor of 1, and is suitable for any of fluorescent and incandescent lamps. A two-wire load control device can be realized. In addition, in the first embodiment, since the main switch 11 is constituted by the main switch element 11a of the horizontal dual gate transistor structure, the location where the withstand voltage of the transistor element is required is limited to one place, and the current to the load. At the time of conduction, the amount of heat generated by the main switch element itself can be reduced, and the load control device can be miniaturized and large in capacity.

또한, 도 3에서는, 보조 개폐부(17)에 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류 검출부(22)를 마련한 예를 나타내고 있지만, 이것은, 주파수 어긋남이나 과부하가 접속되었을 경우에, 보조 개폐부(17)로부터 다시 주개폐부(11)로 부하 전류 경로를 전환하는 동작을 행함으로써,보조 개폐부(17)가 파괴되지 않도록 보호하기 위한 것이다. 따라서, 전류 검출부(22)는 반드시 필요한 것이 아니라, 필요에 따라 마련되어도 좋다. In addition, although the example which provided the current detection part 22 for detecting the electric current which flows in the auxiliary opening-and-closing part 17 is shown in FIG. 3, when a frequency shift or an overload is connected, it re-enters from the auxiliary opening-and-closing part 17 again. The switching of the load current path to the switch 11 is performed to protect the auxiliary switch 17 from being destroyed. Therefore, the current detector 22 is not necessarily required, but may be provided as necessary.

(제 1 실시예) (Embodiment 1)

다음으로, 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 부하 제어 장치(1A)에서 이용되는 구동 회로(10)의 제 1 실시예에 대해서 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. 도 5는 제 1 실시예에 따른 부하 제어 장치(1A)의 회로도이며, 도 6은 도 5에 있어서의 구동 회로(10)의 확대도이다. Next, a first example of the drive circuit 10 used in the load control device 1A according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a circuit diagram of the load control device 1A according to the first embodiment, and FIG. 6 is an enlarged view of the drive circuit 10 in FIG.

도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 주개폐부(11)를 구동하기 위한 구동 회로(10)는 주스위치 소자(11a)의 듀얼 게이트에 대응해서 두 세트 마련된 포토 커플러 등의 광절연 반도체 스위치 소자(101, 102) 등으로 구성되어 있다. 광절연 반도체 스위치 소자(101, 102)의 발광부(101a, 102a)에는 각각 제어부(13)로부터의 구동 신호가 입력된다. 광절연 반도체 스위치 소자(101, 102)의 발광부(101a, 102a)는 구동 신호가 입력되면, 그 전력을 광에너지로 변환해서 출력한다. 광절연 반도체 스위치 소자(101, 102)의 수광부(101b, 102b)에, 발광부(101a, 102a)로부터의 광이 입사하면, 수광부(102b, 102b)에서 광전 변환을 실행하고, 광에너지를 전기에너지로 변환(즉, 발전)한다. 수광부(101b, 102b)는 거기에서 발전된 전력이, 교류 전원(상용 전원) 및 부하가 접속되는 점을 각각 기준으로 해서(도 6 참조), 주개폐부(11)의 주스위치 소자(11a)의 게이트부에 정의 전위가 인가되도록 접속되어 있다. As shown in Figs. 5 and 6, the driving circuit 10 for driving the main opening and closing part 11 is an optically insulating semiconductor switch element such as a photo coupler provided in two sets corresponding to the dual gate of the main switch element 11a. (101, 102) and the like. The driving signals from the control unit 13 are input to the light emitting units 101a and 102a of the optically insulating semiconductor switch elements 101 and 102, respectively. When the drive signal is input, the light emitting units 101a and 102a of the optically insulating semiconductor switch elements 101 and 102 convert the power into optical energy and output the light. When light from the light emitting units 101a and 102a enters the light receiving units 101b and 102b of the optically insulated semiconductor switch elements 101 and 102, photoelectric conversion is performed by the light receiving units 102b and 102b to generate the light energy. Convert to energy (ie, generate power). The light receiving sections 101b and 102b have gates of the main switch element 11a of the main opening and closing section 11 based on the point where the electric power generated therein is connected to an AC power supply (commercial power supply) and a load, respectively (see Fig. 6). The negative potential is connected to the negative portion.

제어부(13)로부터 구동 신호를 출력해서 광절연 반도체 스위치 소자(101, 102)의 발광부(101a, 102a)를 발광시킴으로써, 용이하게 기준 전위가 다른 주개폐부(11)의 주스위치 소자(11a)의 게이트 전극에 구동 신호를 입력할 수 있고, 주개폐부(11)의 주스위치 소자(11a)를 도통 상태(닫힌 상태)로 할 수 있다. 또, 광절연 반도체 스위치 소자(101, 102)의 발광부(101a, 102a)와 수광부(101b, 102b)는 전기적으로 절연되어 있기 때문에, 발광부(101a, 102a)로부터 광이 출력되지 않는 한, 주스위치 소자(11a)의 게이트 전극에는 구동 신호는 입력되지 않는다. 즉, 주스위치 소자(11a)의 게이트 전극에는, 제어부(13)로부터 출력된 구동 신호와는 다른, 제어부(13)(또는 부하 제어 장치(1A)의 제 1 전원부(14))로부터 전기적으로 절연된 전력이 공급된다. 또한, 제어부(13)로부터의 구동 신호를 기초로, 절연을 유지하면서 용이하고 확실하게 주스위치 소자(11a)의 게이트 전극에 접속된 광절연 반도체 스위치 소자(101, 102)를 온·오프할 수 있다.The main switch element 11a of the main switch 11 of which the reference potential differs easily by outputting a drive signal from the control part 13, and light-emitting the light emitting part 101a, 102a of the optically insulating semiconductor switch element 101, 102. A drive signal can be input to the gate electrode of the main switch element 11, and the main switch element 11a of the main opening / closing portion 11 can be brought into a conductive state (closed state). In addition, since the light emitting portions 101a and 102a and the light receiving portions 101b and 102b of the optically insulating semiconductor switch elements 101 and 102 are electrically insulated, unless light is output from the light emitting portions 101a and 102a, The drive signal is not input to the gate electrode of the main switch element 11a. That is, the gate electrode of the main switch element 11a is electrically insulated from the control unit 13 (or the first power supply unit 14 of the load control device 1A) different from the drive signal output from the control unit 13. Power is supplied. Moreover, based on the drive signal from the control part 13, the optically insulating semiconductor switch elements 101 and 102 connected to the gate electrode of the main switch element 11a can be turned on / off easily and reliably, maintaining insulation. have.

도 7 및 도 8은 도 5 및 도 6에 나타내는 구동 회로(10)의 변형예를 나타낸다. 이 변형예에서는, 포토 커플러 등의 광절연 반도체 스위치 소자(101, 102)의 발광부(101a, 102a)가 직렬로 접속되어 있다. 그것에 의하여, 구동 회로(10)에 흐르는 전류치를 약 1/2로 할 수 있고, 구동 회로(10)에서의 전력 소비량을 저감시키는 것이 가능해진다.7 and 8 show a modification of the drive circuit 10 shown in FIGS. 5 and 6. In this modification, the light emitting portions 101a and 102a of the optically insulating semiconductor switch elements 101 and 102 such as a photo coupler are connected in series. As a result, the current value flowing in the drive circuit 10 can be made about 1/2, and the power consumption in the drive circuit 10 can be reduced.

(제 2 실시예) (Second Embodiment)

다음으로, 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 부하 제어 장치(1A)에 이용되는 구동 회로(10)의 제 2 실시예에 대해서 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다. 도 9는 제 2 실시예에 따른 부하 제어 장치(1A)의 회로도이며, 도 10은 도 9에 있어서의 구동 회로(10)의 확대도이다. Next, a second example of the drive circuit 10 used for the load control device 1A according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a circuit diagram of the load control device 1A according to the second embodiment, and FIG. 10 is an enlarged view of the drive circuit 10 in FIG.

도 9 및 도 10에 도시하는 바와 같이 주개폐부(11)를 구동하기 위한 구동 회로(10)는 주스위치 소자(11a)의 듀얼 게이트에 대응해서 각각 두 세트 마련되고, 부하 제어 장치(1A)의 제 1 전원부(14)에 접속된 다이오드(101a, 101b)와, 한쪽 단부가 각각의 전력선에 접속되며, 다른쪽 단부가 다이오드(101a, 101b)에 접속된 콘덴서(102a, 102b)와, 다이오드(101a, 101b)와 콘덴서(102a, 102b)의 접속점과 주개폐부(11)의 주스위치 소자(11a)의 각 게이트 단자와의 사이에 접속된 구동 스위치 소자(103a, 103b)로 구성되어 있다. 구동 스위치 소자(103a, 103b)는 제어부(13)로부터의 신호에 의해 온/오프된다. 또한, 이 구동 스위치 소자(103a, 103b)는 스위치부와 조작부가 절연된 구성이다. 구동 스위치 소자(103a, 103b)의 구성은 특별히 한정되는 것은 아니고, 이하에 설명하는 것과 같이, 다양한 타입의 것을 사용할 수 있다.As shown in Figs. 9 and 10, two sets of driving circuits 10 for driving the main opening and closing portions 11 are provided corresponding to the dual gates of the main switch element 11a, respectively. Diodes 101a and 101b connected to the first power supply unit 14, capacitors 102a and 102b connected to one end of each of the power lines, and other ends connected to the diodes 101a and 101b, and a diode ( It consists of the drive switch elements 103a and 103b connected between the connection point of 101a, 101b, the capacitor | condenser 102a, 102b, and each gate terminal of the main switch element 11a of the main switch 11. As shown in FIG. The drive switch elements 103a and 103b are turned on / off by a signal from the control unit 13. Moreover, this drive switch element 103a, 103b is the structure in which the switch part and the operation part were insulated. The configuration of the drive switch elements 103a and 103b is not particularly limited, and various types of things can be used as described below.

이러한 구성에 의하면, 부하 제어 장치(1A)의 제 1 전원부(14)를 다이오드(101a, 101b)를 경유해서 한쪽 단부가 전력선에 접속된 콘덴서(102a, 102b)의 다른쪽 단부에 접속함으로써, 전력선의 전위를 기준으로 하는 간이전원이 이 콘덴서(102a, 102b)에 의해 구성된다. 이 콘덴서(102a, 102b)의 충전은 전력선 중 전원 전압이 높은쪽으로부터, 부하 제어 장치(1A)의 내부 전원을 경유해서 전압이 낮은쪽의 전력선으로 흐르는 전류가, 전압이 낮은쪽에 접속된 콘덴서를 충전하는 것에 의해 행해진다. 그 때, 전압이 높은쪽에 접속된 콘덴서는 충전되지 않기 때문에, 전원 주파수의 1주기마다 콘덴서에 충전이 반복된다. 반대쪽 콘덴서에는, 전력선의 전위의 관계가 상술한 것과 반대의 타이밍에서 충전된다.According to this configuration, the power line is connected by connecting the first power supply unit 14 of the load control device 1A to the other end of the capacitors 102a and 102b whose one end is connected to the power line via the diodes 101a and 101b. A simple power source based on the potential of is constituted by these capacitors 102a and 102b. The charging of the capacitors 102a and 102b is performed by connecting the capacitor connected from the higher power supply voltage to the lower power supply line via the internal power supply of the load control device 1A. By charging. At that time, since the capacitor connected to the higher voltage is not charged, charging is repeated in the capacitor every one cycle of the power supply frequency. The opposite capacitor is charged at the timing opposite to that described above for the potential of the power line.

횡형의 듀얼 게이트 트랜지스터 구조의 주스위치 소자(11a)를 오프로부터 온으로 할 경우, 주스위치 소자(11a)의 게이트에 대하여, 전력선이 접속되는 점(도 10 참조)을 기준으로 해서 전압을 인가할 필요가 있다. 여기에서, 제어부(13)로부터의 신호에 의해 주개폐부(11)의 주스위치 소자(11a)의 게이트 전극에 접속되는 구동 스위치 소자(103a) 또는 구동 스위치 소자(103b)를 도통시키면, 주스위치 소자(11a)의 게이트 단자에는, 각각 전력선을 기준으로 하는 콘덴서에 충전된 전압이 인가되기 때문에, 주스위치 소자(11a)는 도통 상태(닫힌 상태)가 된다. 주스위치 소자(11a)가 일단 도통 상태가 되면, 주스위치 소자(11a)의 단자간 전압이 매우 작아지기 때문에, 부하 제어 장치(1A)의 전원으로부터 다이오드(101a, 101b) 및 구동 스위치 소자(103a, 103b)를 경유해서 인가되는 전압으로 도통을 유지할 수 있다.When the main switch element 11a of the horizontal dual gate transistor structure is turned from off, a voltage is applied to the gate of the main switch element 11a on the basis of the point at which the power line is connected (see FIG. 10). There is a need. Here, when the drive switch element 103a or the drive switch element 103b connected to the gate electrode of the main switch element 11a of the main switch 11 is turned on by a signal from the control unit 13, the main switch element Since the voltages charged to the capacitors based on the power lines are applied to the gate terminals of 11a, respectively, the main switch element 11a is in a conducting state (closed state). Once the main switch element 11a is in a conductive state, the voltage between the terminals of the main switch element 11a becomes very small, so that the diodes 101a and 101b and the drive switch element 103a are supplied from the power supply of the load control device 1A. Conduction can be maintained at a voltage applied via 103b).

본 실시예에서는, 구동 회로(10)가 제 1 전원부(14)와 비절연으로 구성되어 있기 때문에, 고효율로 구동 전력을 공급하는 것이 가능하다. 콘덴서(102a, 102b)는 주스위치 소자(11a)가 오프로부터 온이 될 때의 게이트 전극의 전위를 일시적으로 확정하면 되므로, 그 형상이나 용량은 소형이어도 좋다. 또, 도 9에서는 제 1 전원부(14)의 출력으로부터 구동 회로(10)에 전원 공급하고 있지만, 제 1 전원부(14)의 입력 등의 비교적 안정한 전원부에 의해서 전력을 공급해도 좋다. In the present embodiment, since the drive circuit 10 is constituted of the first power supply unit 14 and non-isolated, it is possible to supply drive power with high efficiency. The capacitors 102a and 102b only need to temporarily determine the potential of the gate electrode when the main switch element 11a is turned on from off. Therefore, the shape and capacity of the capacitors 102a and 102b may be small. In FIG. 8, power is supplied to the drive circuit 10 from the output of the first power supply unit 14, but power may be supplied by a relatively stable power supply unit such as an input of the first power supply unit 14.

도 11 및 도 12는 제 2 실시예의 구동 회로(10)의 다른 구체적 구성예를 나타내고, 구동 스위치 소자(103a, 103b)로서 포토 커플러나 포토 릴레이 등의 광절연 반도체 스위치 소자를 이용하고 있다. 제어부(13)로부터의 구동 신호가 입력되면, 광절연 반도체 스위치 소자의 발광부로부터 광 신호가 출력되고, 그 광 신호가 수광부에 입사하면, 수광부가 도통하여 제 1 전원부(14)로부터의 전류(구동 신호)가 흐른다. 발광부와 수광부는 전기적으로 절연되어 있기 때문에, 발광부로부터 광이 출력되지 않는 한, 주스위치 소자(11a)의 게이트 전극에는 구동 신호는 입력되지 않는다. 그 때문에, 제어부(13)로부터의 구동 신호를 기초로, 절연을 유지하면서 용이하고 확실하게 주스위치 소자(11a)의 게이트 전극에 접속된 구동 스위치 소자(103a, 103b)를 온·오프할 수 있다. 11 and 12 show another specific configuration example of the drive circuit 10 of the second embodiment, and use optically insulated semiconductor switch elements such as photocouplers and photo relays as the drive switch elements 103a and 103b. When a drive signal from the control unit 13 is input, an optical signal is output from the light emitting portion of the optically insulating semiconductor switch element, and when the optical signal is incident on the light receiving portion, the light receiving portion conducts and the current from the first power supply portion 14 ( Drive signal) flows. Since the light emitting portion and the light receiving portion are electrically insulated, the drive signal is not input to the gate electrode of the main switch element 11a unless light is output from the light emitting portion. Therefore, based on the drive signal from the control part 13, the drive switch elements 103a and 103b connected to the gate electrode of the main switch element 11a can be turned on and off easily and reliably, maintaining insulation. .

도 13 및 도 14는, 도 11 및 도 12에 나타내는 구동 회로(10)의 변형예를 나타낸다. 이 변형예에서는, 포토 커플러나 포토 릴레이 등의 광절연 반도체 스위치 소자를 이용한 구동 스위치 소자(103a, 103b)의 발광부가 직렬로 접속되어 있다. 그것에 의하여, 구동 회로(10)에 흐르는 전류치를 약1/2로 할 수 있고, 구동 회로(10)에서의 전력 소비량을 저감시키는 것이 가능해진다. 13 and 14 show a modification of the drive circuit 10 shown in FIGS. 11 and 12. In this modified example, the light emitting sections of the drive switch elements 103a and 103b using optically insulated semiconductor switch elements such as photocouplers and photo relays are connected in series. As a result, the current value flowing in the drive circuit 10 can be set to about 1/2, and the power consumption in the drive circuit 10 can be reduced.

도 15 및 도 16은, 도 11 및 도 12에 나타내는 구동 회로(10)의 다른 변형예를 나타낸다. 이 변형예에서는, 포토 커플러나 포토 릴레이 등의 광절연 반도체 스위치 소자를 이용한 구동 스위치 소자(103a, 103b)의 발광부가 직렬로 접속되고, 또한, 주개폐부(11)의 주스위치 소자(11a)의 게이트 전극과 구동 스위치 소자(103a, 103b)가 접속되는 접속점과, 그 게이트 전극의 기준이 되는 전력선과의 사이에 콘덴서(104a, 104b)가 접속되어 있다. 또, 도 11 및 도 12에 나타내는 구동 회로(10)의 구성예에, 콘덴서(104a, 104b)를 추가해도 좋다. 15 and 16 show another modified example of the drive circuit 10 shown in FIGS. 11 and 12. In this modification, the light emitting portions of the drive switch elements 103a and 103b using optically insulated semiconductor switch elements such as photocouplers and photo relays are connected in series, and the main switch elements 11a of the main opening and closing portion 11 are connected. The capacitor | condenser 104a, 104b is connected between the connection point to which the gate electrode, the drive switch elements 103a, 103b are connected, and the electric power line used as the reference | standard of the gate electrode. Moreover, you may add the capacitor | condenser 104a, 104b to the structural example of the drive circuit 10 shown to FIG. 11 and FIG.

이 변형예에 도시하는 바와 같이, 콘덴서(104a, 104b)를 추가함에 따라, 구동 스위치 소자(103a, 103b)가 온·오프될 때에, 콘덴서(104a, 104b)에 의해 주스위치 소자(11a)의 게이트 전극에 인가되는 전압의 급격한 변화를 완화할 수 있고, 주스위치 소자(11a)가 급준하게 온·오프하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 주개폐부(11)의 주스위치 소자(11a)가 온·오프하는 것에 의해 발생하는 노이즈를 저감할 수 있으므로, 노이즈 필터를 작게 하거나 혹은 생략하는 것이 가능해진다. 즉, 도 44 또는 도 45에 나타내는 종래예의 구성과 비교하여, 노이즈 필터로서 기능하는 코일이나 콘덴서를 생략할 수 있다. As shown in this modified example, when the drive switch elements 103a and 103b are turned on and off by adding the capacitors 104a and 104b, the capacitors 104a and 104b cause the main switch element 11a to be turned off. The sudden change in the voltage applied to the gate electrode can be alleviated, and the main switch element 11a can be prevented from rapidly turning on and off. As a result, noise generated when the main switch element 11a of the main switch 11 is turned on and off can be reduced, so that the noise filter can be reduced or omitted. That is, compared with the structure of the conventional example shown in FIG. 44 or FIG. 45, the coil and capacitor which function as a noise filter can be abbreviate | omitted.

노이즈 필터를 구성하는 코일에 관해서는, 부하 제어 장치의 정격 전류가 커짐에 따라 코일도 대형으로 되기 때문에, 코일을 생략할 수 있으면, 부하 제어 장치의 소형화를 실현할 수 있다. 또한, 노이즈 필터를 구성하는 콘덴서에 관해서는, 코일에 비해서 부하 제어 장치의 크기에 관한 제약은 적지만, 이 콘덴서가 존재하는 것에 의해, 부하 제어 장치가 오프인 상태에서의 부하 제어 장치의 임피던스를 내리는 것으로 되어 부하 제어 장치의 오프 상태로서 바람직하지 못하다. 또한, 부하 제어 장치가 오프인 상태에서도 콘덴서를 거쳐서 교류 전류가 흐르고, 그것에 의해서 오프시에 부하가 오동작할 가능성이 있다. 따라서, 부하 제어 장치로부터 노이즈 필터용의 콘덴서를 생략할 수 있으면, 2선식 부하 제어 장치에 있어서 바람직한 형태가 된다. As for the coil constituting the noise filter, the coil also becomes large as the rated current of the load control device increases, so that if the coil can be omitted, the load control device can be miniaturized. The capacitor constituting the noise filter has less restrictions on the size of the load control device than the coil. However, the presence of this capacitor reduces the impedance of the load control device when the load control device is turned off. It is unfavorable as it turns off and it is an off state of a load control apparatus. In addition, even when the load control device is in the off state, an alternating current flows through the capacitor, which may cause the load to malfunction when turned off. Therefore, if the capacitor | condenser for noise filters can be omitted from a load control apparatus, it becomes a preferable form in a 2-wire load control apparatus.

(제 3 실시예) (Third Embodiment)

다음으로, 본 발명의 제 1 실시 형태의 제 3 실시예에 따른 부하 제어 장치(1B)에 대해서, 도 17 및 도 18을 참조하여 설명한다. 도 17은 제 3 실시예에 따른 부하 제어 장치(1B)의 회로도이며, 도 18은 도 17에 있어서의 구동 회로(10)의 확대도이다.Next, the load control apparatus 1B which concerns on 3rd Example of 1st Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG. 17 and FIG. FIG. 17 is a circuit diagram of the load control device 1B according to the third embodiment, and FIG. 18 is an enlarged view of the drive circuit 10 in FIG.

본 제 3 실시예에서는, 주개폐부(11)의 구동 회로(10)가, 고주파 절연 트랜스 등과 같이 전자기적 결합에 의해 전력을 전달하는 트랜스(전자기 결합 소자)(103), 정류 회로(104a, 104b), 발진 회로(105) 등에 의해 구성되어 있다. 트랜스(103)의 1차측 코일(103a)은 발진 회로(105)에 접속되며, 또한 발진 회로(105)는 제어부(13)에 접속되어 있다. 발진 회로(105)에 제어부(13)로부터의 구동 신호가 입력되면, 구동 신호가 인가되고 있는 동안, 발진 회로(105)는 발진하여 교류 전력을 발생시킨다. 트랜스(103)의 1차측 코일(103a)에 발진 회로(105)에 의해 발생된 교류 전류가 흐르면, 전자기 유도에 의해 2차측 코일(103b, 103c)에 기전력이 발생한다. 트랜스(103) 2차측의 코일(103b, 103c)에 발생하는 기전력은 교류이기 때문에, 정류 회로(104a, 104b)에 의해 정류된 후, 주제어부(11)의 주스위치 소자(11a)의 게이트 전극에 입력된다. 또, 정류 회로(104a, 104b)는, 상용 전원 및 부하가 접속되는 점을 기준으로 해서, 주 스위치 소자(11a)의 게이트 전극에 정의 전위가 인가되도록 접속되어 있다. 또, 트랜스(103)의 1차측 코일(103a)과 2차측 코일(103b, 103c)은 전기적으로 절연되어 있기 때문에, 트랜스(103)의 1차측 코일(103a)에 전류가 흐르지 않는 한, 주 스위치 소자(11a)의 게이트 전극에 구동 신호는 입력되지 않는다. 즉, 주 스위치 소자(11a)의 게이트 전극에는, 제어부(13)로부터 출력된 구동 신호와는 다른, 제어부(13)로부터 전기적으로 절연된 전력이 공급된다. In the third embodiment, the drive circuit 10 of the main opening / closing unit 11 transmits electric power by electromagnetic coupling such as a high frequency insulation transformer or the like, and rectifier circuits 104a and 104b. ), The oscillation circuit 105 and the like. The primary coil 103a of the transformer 103 is connected to the oscillation circuit 105, and the oscillation circuit 105 is connected to the control unit 13. When the drive signal from the control unit 13 is input to the oscillation circuit 105, while the drive signal is being applied, the oscillation circuit 105 oscillates to generate AC power. When an alternating current generated by the oscillation circuit 105 flows through the primary coil 103a of the transformer 103, electromotive force is generated in the secondary coils 103b and 103c by electromagnetic induction. Since the electromotive force generated in the coils 103b and 103c on the secondary side of the transformer 103 is alternating current, after rectifying by the rectifying circuits 104a and 104b, the gate electrode of the main switch element 11a of the main control unit 11 is rectified. Is entered. The rectifier circuits 104a and 104b are connected so that a positive potential is applied to the gate electrode of the main switch element 11a on the basis of the point where the commercial power supply and the load are connected. In addition, since the primary side coil 103a of the transformer 103 and the secondary side coils 103b and 103c are electrically insulated, as long as no current flows through the primary side coil 103a of the transformer 103, the main switch The drive signal is not input to the gate electrode of the element 11a. That is, electric power insulated from the control part 13 different from the drive signal output from the control part 13 is supplied to the gate electrode of the main switch element 11a.

이와 같이, 본 제 3 실시예에서는, 제어부(13)로부터 출력되는 구동 신호를 트리거로 해서 발진 회로(105)에 의해 교류 전력을 발생시키고 있으므로, 발진 회로(105)에서의 발진 주파수 및 진폭, 트랜스(103)의 1차측 코일(103a)과 2차측 코일(103b, 103c)의 권선수 등을 적절히 설정하는 것에 의해, 트랜스(103)의 2차측 코일(103b, 103c)에 소망하는 전력을 발생시킬 수 있다. 그 때문에, 주개폐부(11)의 주스위치 소자(11a)의 게이트부가 일정 이상의 전류치를 필요로 하는 전류형의 주 스위치 소자일 경우에도 안정하게 구동할 수 있다. 또, 발진 회로(105)의 구동 전력은, 부하 제어 장치의 어느 전원부에 의해 공급되어도 좋은 것은 말할 필요도 없다. 또는, 도시하지 않았지만, 발진 회로(105)를 생략하고, 제어부(13)로부터 소정 주파수 및 소정 진폭의 펄스 신호를 직접 출력하도록 구성해도 좋다. As described above, in the third embodiment, since the oscillation circuit 105 generates alternating current power by using the drive signal output from the control unit 13 as a trigger, the oscillation frequency, amplitude, and transformer in the oscillation circuit 105 are generated. By appropriately setting the number of turns of the primary side coil 103a and the secondary side coils 103b and 103c and the like, the desired power can be generated in the secondary side coils 103b and 103c of the transformer 103. Can be. Therefore, even when the gate part of the main switch element 11a of the main opening-and-closing part 11 is a current type main switch element which requires a fixed value or more, it can drive stably. It goes without saying that the driving power of the oscillation circuit 105 may be supplied by any power supply unit of the load control device. Alternatively, although not shown, the oscillation circuit 105 may be omitted, and the control unit 13 may be configured to directly output a pulse signal having a predetermined frequency and a predetermined amplitude.

(제 4 실시예) (Example 4)

다음으로, 본 발명의 제 1 실시 형태의 제 4 실시예에 따른 부하 제어 장치(1B)에 대해서, 도 19를 참조하여 설명한다. 상기 실시예에 따른 부하 제어 장치에서는, 주개폐부(11)의 주스위치 소자(11a)에 구동 신호를 인가할 때, 정류부(12)의 다이오드에 의해 전류가 흐르지 않는 회로 구성이기 때문에, 주스위치 소자(11a)의 게이트부(게이트 단자)가 일정 이상의 전류치를 필요로 하지 않는 전압형인 것 밖에 대응할 수 없다. 본 제 4 실시예에서는, 주개폐부(11)의 주스위치 소자(11a)가 일정 이상의 전류치를 필요로 하는 전류형의 주스위치 소자일 경우에도 안정하여 구동할 수 있게 한 것이다. Next, the load control apparatus 1B which concerns on 4th Example of 1st Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG. In the load control device according to the above embodiment, when the drive signal is applied to the main switch element 11a of the main switch 11, since the current does not flow through the diode of the rectifier 12, the main switch element The gate portion (gate terminal) of 11a can only cope with a voltage type that does not require a predetermined current value or more. In the fourth embodiment, even when the main switch element 11a of the main switch 11 is a current type main switch element requiring a certain current value or more, it can be driven stably.

도 19에 도시하는 바와 같이, 본 제 4 실시예에 따른 부하 제어 장치(1B)에서는 정류부(12)의 교류 라인과 회로 기준으로 되는 정류부의 마이너스측 출력 사이에 동기 스위치 소자(120a, 120b)가 접속되어 있고, 주개폐부(11)가 닫히는 동작에 동기해서 동기 스위치 소자(120a, 120b)가 온되는 동작을 행한다. 주개폐부(11)가 닫히는 동작에 동기해서 이 동기 스위치 소자(120a, 120b)를 닫으면, 부하 제어 장치(1B)내의 제 1 전원부(14)로부터 주개폐부(11)의 주스위치 소자(11a)의 게이트부로 흐르는 전류 경로가 형성된다. 그 때문에, 주스위치 소자(11a)의 게이트부가 전류를 필요로 하는 듀얼 게이트 소자이어도 안정하게 구동할 수 있다. 또, 그 밖의 구성이나 기본 동작은 상기한 실시예의 경우와 마찬가지이며, 구동 회로(10)의 구성은 특히 한정되지 않고, 상기한 실시예나 각 변형예를 응용할 수 있다. As shown in Fig. 19, in the load control device 1B according to the fourth embodiment, the synchronous switch elements 120a and 120b are disposed between the AC line of the rectifying unit 12 and the negative side output of the rectifying unit serving as a circuit reference. In operation, the synchronous switch elements 120a and 120b are turned on in synchronization with the operation of closing the main switch 11. When the synchronous switch elements 120a and 120b are closed in synchronism with the operation of closing the main switch 11, the main switch element 11a of the main switch 11 of the main switch 11 is closed from the first power supply 14 in the load control device 1B. A current path flowing to the gate portion is formed. Therefore, even if the gate part of the main switch element 11a is a dual gate element which requires an electric current, it can drive stably. Other configurations and basic operations are the same as those in the above-described embodiment, and the configuration of the drive circuit 10 is not particularly limited, and the above-described embodiments and respective modifications can be applied.

(제 5 실시예) (Fifth Embodiment)

다음으로, 본 발명의 제 1 실시 형태의 제 5 실시예에 따른 부하 제어 장치(1C)에 대해서, 도 20 및 도 21을 참조하여 설명한다. 도 20은, 제 5 실시예에 따른 부하 제어 장치(1C)의 기본구성을 나타내는 회로도이며, 도 21은 부하 제어 장치(1C)의 각부에 있어서의 신호 파형을 나타내는 타임차트이다. 제 5 실시예에 따른 부하 제어 장치(1C)는 도 3에 나타내는 부하 제어 장치(1)의 기본구성에, 부하에 전력을 공급하는 상태에서 기능하는 제 3 전원부(16)내에 마련된 전압 제로크로스 검출부('제로 검출'이라고 약기)(23)와 제 3 펄스 출력부(구동 허가 신호 출력부)(24)를 더 갖는다. 또, 구동 회로(10)의 구체적인 구성은 제 1 실시예 ∼ 제 3 실시예에 예시한 어느것이라도 좋다. Next, the load control device 1C according to the fifth embodiment of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 20 and 21. FIG. 20 is a circuit diagram showing a basic configuration of the load control device 1C according to the fifth embodiment, and FIG. 21 is a time chart showing signal waveforms in the respective parts of the load control device 1C. The load control device 1C according to the fifth embodiment is a voltage zero cross detection unit provided in a third power supply unit 16 that functions in a state of supplying power to a load in the basic configuration of the load control device 1 shown in FIG. (Abbreviated as "zero detection") 23 and the 3rd pulse output part (drive permission signal output part) 24 are further provided. In addition, the structure of the drive circuit 10 may be any of those exemplified in the first to third embodiments.

전압 제로크로스 검출부(23)가 전압 제로크로스를 검출하면, 제 3 펄스 출력부(24)는 제 3 소정 시간동안 제 3 펄스 신호(구동 허가 표시 신호)를 출력한다. 도 21에 도시하는 바와 같이, 이 제 3 펄스의 제 3 소정 시간은, 전원주기의 반주기보다 조금 짧은 시간에 상당한다. 주개폐부(11)의 주스위치 소자(11a)의 게이트 전극에는, 제 1 펄스(주개폐부 구동 신호)와 제 3 펄스(구동 허가 신호)가 모두 발생되고 있는 기간동안, 닫히도록 구동 신호가 입력된다. When the voltage zero cross detection unit 23 detects the voltage zero cross, the third pulse output unit 24 outputs a third pulse signal (drive permission display signal) for a third predetermined time. As shown in Fig. 21, the third predetermined time of the third pulse corresponds to a time shorter than the half cycle of the power cycle. The drive signal is input to the gate electrode of the main switch element 11a of the main opening and closing portion 11 to be closed during the period in which both the first pulse (main opening and closing drive signal) and the third pulse (drive permission signal) are generated. .

2선식의 부하 제어 장치에 있어서는, 접속되는 부하가 작을 경우에는 콘덴서(25)의 충전에 요하는 시간이 길어진다. 그 경우, 도 4에 나타내는 동작에서는, 충전 완료 후를 기준으로 주개폐부(11)의 구동을 실행하면, 주개폐부(11)의 구동 신호가 전류 제로크로스 점을 넘는 시간까지 인가되는 경우가 있다. 이러한 상태에서 주개폐부(11)를 열고, 보조 개폐부(17)를 닫으면, 주 전류인 부하 전류가 보조 개폐부(17)에 의해 통전되는 것으로 되고, 전술한 상용 전원의 반주기에 한번 충전을 실행하는 안정한 동작을 잃게 된다. In the two-wire load control device, when the load to be connected is small, the time required for charging the capacitor 25 becomes long. In that case, in the operation shown in FIG. 4, when the main switch 11 is driven on the basis of the completion of charging, the drive signal of the main switch 11 may be applied until a time exceeding the current zero cross point. When the main opening / closing part 11 is opened in this state and the auxiliary opening / closing part 17 is closed, the load current which is the main current is energized by the auxiliary opening / closing part 17, and it is stable to perform charging once every half cycle of the above-mentioned commercial power supply. You lose your action.

그러나, 제 5 실시예와 같이, 전압 제로크로스와 충전 완료 신호를 조합하여, 전압 제로크로스 신호를 기준으로 상용 전원의 반주기 이상에 걸쳐, 주개폐부가 구동되지 않도록 제어할 수 있고, 부하 제어 장치(1C)에 접속되는 부하의 용량에 관계없이 상용 전원의 반주기에 한번, 전원을 확보하는 동작을 안정하게 실현할 수 있다. However, as in the fifth embodiment, by combining the voltage zero cross and the charge completion signal, it is possible to control the main opening / closing unit not to be driven for more than half a period of the commercial power supply based on the voltage zero cross signal, Regardless of the capacity of the load connected to 1C), the operation of securing the power supply can be stably achieved once every half cycle of the commercial power supply.

(제 6 실시예) (Sixth Embodiment)

다음으로, 본 발명의 제 1 실시 형태의 제 6 실시예에 따른 부하 제어 장치(1D)에 대해서, 도 22 내지 도 24를 참조하여 설명한다. 도 22는 본 제 6 실시예에 따른 부하 제어 장치(1D)의 구성을 나타내는 회로도이며, 도 23은 도 22에 있어서의 구동 회로(10)의 확대도이며, 도 24는 부하 제어 장치(1D)의 각 부에 있어서의 신호 파형을 나타내는 타임차트이다. Next, the load control device 1D according to the sixth example of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 22 to 24. FIG. 22 is a circuit diagram showing the configuration of the load control device 1D according to the sixth embodiment, FIG. 23 is an enlarged view of the drive circuit 10 in FIG. 22, and FIG. 24 is a load control device 1D. It is a time chart showing a signal waveform in each part of.

제 6 실시예에 따른 부하 제어 장치(1D)에 있어서, 주개폐부(11)의 구동 회로(10)는, 부하 제어 장치(1D)의 제 1 전원부(14)에 접속된 고내전압의 다이오드(101a, 101b)와, 한쪽 단부가 각각의 전력선에 접속되며, 다른쪽 단부가 다이오드(101a, 101b)에 접속된 콘덴서(102a, 102b)와, 다이오드(101a, 101b)와 콘덴서(102a, 102b)의 접속점과 주개폐부(11)의 주스위치 소자(11a)의 각 게이트 단자와의 사이에 접속된 포토 사이리스터 또는 포토 트라이액 등의 자기 소호형의 구동 스위치 소자(105a, 105b)로 구성되어 있다.In the load control device 1D according to the sixth embodiment, the drive circuit 10 of the main switch 11 is connected to the high withstand voltage diode 101a of the first power supply 14 of the load control device 1D. And 101b, one end of which is connected to each of the power lines, and the other end of the capacitors 102a and 102b connected to the diodes 101a and 101b, and the diodes 101a and 101b and the capacitors 102a and 102b. It consists of self-extinguishing drive switch elements 105a and 105b, such as a photo thyristor or a phototriac, connected between the connection point and each gate terminal of the main switch element 11a of the main switch 11.

제 3 전원부(16)에 마련된 전압 검출부(18)에 의해 충전 완료를 검출하면, 주개폐부(11)를 닫는 동작으로 이행한다. 이 때, 주개폐부(11)의 주스위치 소자(11a)의 게이트 전극에 접속된 구동 스위치 소자(105a, 105b)를 도통시키기 위해 신호를 입력하지만, 이들 구동 스위치 소자(105a, 105b)가 사이리스터 또는 트라이액 구조이기 때문에, 구동 스위치 소자(105a, 105b)의 구동은 트리거 신호만으로 된다. 그 때문에, 구동 스위치 소자(105a, 105b)의 구동 전력은, 상기한 각 실시 형예와 비교해서 작게 할 수 있다. 또한, 구동 스위치 소자(105a, 105b)를 비도통으로 하기 위해서는, 정류부(12)에 마련한 동기 스위치 소자(120a, 120b)를 오프하는 것만으로 되고, 주개폐부(11)를 개폐시키기 위한 구동 전력을 작게 하는 것이 가능하게 된다. 2선식 부하 제어 장치에 있어서는 어떻게 안정하여 전원을 확보하면서 부하 제어를 가능하게 할지가 중요한 과제이기 때문에, 부하 제어 장치의 구동 전력이 적은 것은 그 부하의 안정된 동작에 있어서 바람직하다. When the completion of charging is detected by the voltage detection unit 18 provided in the third power supply unit 16, the operation proceeds to the operation of closing the main opening and closing unit 11. At this time, a signal is inputted so as to conduct the drive switch elements 105a and 105b connected to the gate electrode of the main switch element 11a of the main switch 11, but these drive switch elements 105a and 105b are the thyristor or Because of the triac structure, the drive of the drive switch elements 105a and 105b is only a trigger signal. Therefore, the drive power of the drive switch elements 105a and 105b can be made small compared with the above-described respective embodiments. In addition, in order to make the drive switch elements 105a and 105b non-conductive, only the synchronous switch elements 120a and 120b provided in the rectifying part 12 are turned off, and the drive power for opening / closing the main switch 11 is made small. It becomes possible. In the two-wire load control device, how to be stable and enable load control while securing a power source is an important problem. Therefore, a low driving power of the load control device is preferable for stable operation of the load.

(제 2 실시 형태)(Second Embodiment)

본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 부하 제어 장치에 대해서 설명한다. 도 25는 제 2 실시 형태에 따른 부하 제어 장치(1E)의 구성을 나타내는 회로도이며, 도 26 내지 도 28은 부하 제어 장치(1E)의 각 부에 있어서의 신호 파형을 나타내는 타임차트이다. A load control device according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 25 is a circuit diagram showing the configuration of the load control device 1E according to the second embodiment, and FIGS. 26 to 28 are time charts showing signal waveforms in each part of the load control device 1E.

도 25에 나타내는 제 2 실시 형태의 부하 제어 장치(1E)는, 교류 전원(2)과 부하(3)의 사이에 직렬로 접속되며, 부하(3)에 대하여 전원의 공급을 제어하는 주개폐부(11)와, 정류부(12)와, 부하 제어 장치(1E) 전체를 제어하는 제어부(13)와, 제어부(13)에 안정한 전원을 공급하기 위한 제 1 전원부(14)와, 부하(3)로의 전력 공급이 정지 상태일 때에 제 1 전원부(14)에 전력을 공급하는 제 2 전원부(15)와, 부하(3)에 전력 공급이 행해지고 있을 때에 제 1 전원부(14)에 전력을 공급하는 제 3 전원부(16)와, 부하 전류 중 미소 전류의 통전을 실행하는 보조 개폐부(17) 등으로 구성되어 있다. 또한, 제 3 전원부(16)에는, 제 3 전원부에 입력되는 전압을 검출하는 전압 검출부(18)와, 부하 전류의 제로크로스 점을 검출하는 제로크로스 검출부(23)가 마련되어 있다. 주개폐부(11)는 트랜지스터 구조의 스위치 소자(11a)를 가지며, 보조 개폐부(17)는 사이리스터 구조의 스위치 소자(17a)를 가지고 있다. 또한, 제어부(13)에는, CPU 등으로 구성된 주 제어부(20)와, 제 1 펄스 출력부(19)와, 제 3 펄스 출력부(21)와, 제 2 펄스 출력부(24)가 마련되어 있다. The load control device 1E of the second embodiment shown in FIG. 25 is connected in series between the AC power supply 2 and the load 3, and includes a main opening / closing unit that controls the supply of power to the load 3 ( 11, the rectifier 12, the control unit 13 for controlling the entire load control device 1E, the first power supply unit 14 for supplying stable power to the control unit 13, and the load 3 The second power supply unit 15 for supplying power to the first power supply unit 14 when the power supply is stopped, and the third power supply for supplying power to the first power supply unit 14 when power is being supplied to the load 3. The power supply unit 16 and the auxiliary opening / closing unit 17 for energizing the micro current among the load currents. In addition, the third power supply unit 16 is provided with a voltage detection unit 18 for detecting a voltage input to the third power supply unit, and a zero cross detection unit 23 for detecting a zero cross point of the load current. The main opening and closing part 11 has the switch element 11a of a transistor structure, and the auxiliary opening-and-closing part 17 has the switch element 17a of a thyristor structure. In addition, the control unit 13 is provided with a main control unit 20 composed of a CPU or the like, a first pulse output unit 19, a third pulse output unit 21, and a second pulse output unit 24. .

제 1 펄스 출력부(19)는 전압 검출부(18)로부터 버퍼 콘덴서(25)의 충전 완료 신호를 받은 후, 제 1 소정 시간 동안 주개폐부(11)를 도통시키도록 제 1 펄스를 출력한다. 즉, 제 1 펄스는 전압 검출부(18)로부터 충전 완료 신호를 받고 상승하여 제 1 소정 시간 경과 후 하강한다. 제 3 펄스 출력부(21)는, 제로크로스 검출부(23)가 부하 전류의 제로크로스 점을 검출한 후, 주개폐부(11)의 열린 상태를 제 2 소정 시간으로 제한하도록 제 3 펄스를 출력한다. 즉, 제 3 펄스는 제로크로스 검출부(23)로부터 제로크로스 검출 신호를 받고 상승하여 제 3 소정 시간 경과 후 하강한다. 제 2 펄스 출력부(24)는 주개폐부(11)가 비도통(열린 상태)으로 된 것을 검출하고 나서, 제 2 소정 시간동안 보조 개폐부(17)를 도통시키도록, 소정 시간의 제 2 펄스 신호를 출력한다. 즉, 제 3 펄스는, 주개폐부(11)가 비도통(열린 상태)으로 된 것을 검출하고 상승하여, 제 2 소정 시간 경과 후 하강한다. After receiving the charge completion signal of the buffer capacitor 25 from the voltage detector 18, the first pulse output unit 19 outputs the first pulse to conduct the main switch 11 during the first predetermined time. That is, the first pulse rises after receiving the charge completion signal from the voltage detector 18 and falls after the first predetermined time elapses. The third pulse output unit 21 outputs the third pulse so that after the zero cross detection unit 23 detects the zero cross point of the load current, the open state of the main switch 11 is limited to the second predetermined time. . That is, the third pulse receives the zero cross detection signal from the zero cross detection unit 23 and rises to fall after the third predetermined time elapses. The second pulse output section 24 detects that the main opening / closing section 11 is in a non-conduction (open state), and then conducts the second opening / closing section 17 for a second predetermined time so as to conduct the second pulse signal at a predetermined time. Outputs That is, the 3rd pulse detects that the main opening / closing part 11 became non-conducting (open state), it raises, and it descends after a 2nd predetermined time passes.

부하(3)에 전력 공급이 행해지지 않고 있는 부하 제어 장치(1E)의 오프 상태에 있어서도, 전원(2)으로부터 정류부(12)를 거쳐서 제 2 전원부(15)에 전류가 흐르기 때문에, 부하(3)에도 미소 전류가 흐르지만, 그 전류는 부하(3)를 오동작시키지 않는 정도로 낮게 억제되어 있고, 제 2 전원부(15)의 임피던스는 높은 값으로 유지되어 있다. Even in the off state of the load control device 1E in which electric power is not supplied to the load 3, the current flows from the power supply 2 to the second power supply section 15 via the rectifying section 12. ), But a small current flows in a low level such that the load 3 is not malfunctioned, and the impedance of the second power supply unit 15 is maintained at a high value.

부하(3)에 전력 공급이 행해지고 있을 때, 제 3 전원부(16)의 임피던스를 낮게 하여, 부하 제어 장치(1E) 내부의 회로측으로 전류를 흘리고, 제 1 전원부(14)의 버퍼 콘덴서(25)를 충전한다. 상기 한 바와 같이, 제 3 전원부(16)에는, 전압 검출부(충전 감시부)(18)가 마련되어 제 3 전원부(16)에 입력되는 전압을 검출한다. 전압 검출부(18)가 제 3 전원부(16)에 입력되는 전압이 소정의 임계값에 도달한 것을 검출하면, 전압 검출부(18)는 소정의 검출 신호를 제어부(13)에 출력한다. 제어부(13)는 전압 검출부(18)로부터의 검출 신호를 수신하면, 주개폐부(11)를 제 1 소정 시간 도통(닫힌 상태)시킨다. 도 25에서는, 전압 검출부(18)로부터의 검출 신호에 따라 직접 제 1 펄스 신호를 출력하도록, 전용의 IC 등을 이용하여 하드웨어적으로 구성된 제 1 펄스 출력부(19)를 제어부(13)의 일부로서 마련한 구성예를 나타내고 있다. 그러나, 도시한 구성에 한정되지 않고, 전압 검출부(18)로부터의 출력을 CPU 등으로 구성된 주 제어부(20)에 입력하고, 소프트웨어적으로 제 1 펄스 신호를 출력하도록 구성해도 좋다. 주개폐부(11)를 도통시키는 제 1 소정 시간으로서는, 상용 주파수 전원의 반주기보다도 조금 짧은 시간으로 하는 설정하는 것이 바람직하다. When electric power is supplied to the load 3, the impedance of the third power supply unit 16 is lowered, a current flows to the circuit side inside the load control device 1E, and the buffer capacitor 25 of the first power supply unit 14 is supplied. To charge. As mentioned above, the voltage supply part (charge monitoring part) 18 is provided in the 3rd power supply part 16, and the voltage input to the 3rd power supply part 16 is detected. When the voltage detector 18 detects that the voltage input to the third power supply 16 reaches a predetermined threshold, the voltage detector 18 outputs a predetermined detection signal to the controller 13. When the control part 13 receives the detection signal from the voltage detection part 18, the control part 13 makes the main opening-and-closing part 11 conduct the 1st predetermined time (closed state). In FIG. 25, a part of the control unit 13 includes a first pulse output unit 19 that is hardware-configured by using a dedicated IC to directly output the first pulse signal in accordance with a detection signal from the voltage detector 18. The structural example prepared as shown is shown. However, the present invention is not limited to the illustrated configuration, and the output from the voltage detection unit 18 may be input to the main control unit 20 composed of a CPU or the like and output the first pulse signal in software. As the first predetermined time for conducting the main opening and closing part 11, it is preferable to set the time slightly shorter than the half cycle of the commercial frequency power supply.

다음으로, 상기 제 1 소정 시간 경과 후, 주개폐부(11)가 비도통(열린 상태)이 되는 동작을 시작할 때, 제어부(13)는 보조 개폐부(17)를 제 2 소정 시간(예를 들면, 수백μ초)동안 도통시킨다. 즉, 보조 개폐부(17)가 주개폐부(11)보다도 조금 늦게 비도통(열린 상태)시키면 된다. 또는, 상기 주제어부(20)로부터, 주개폐부(11)에 대하여 출력하는 제 1 펄스 신호보다도 제 2 소정 시간만큼 긴 펄스 신호를 보조 개폐부(17)에 대하여 출력하도록 해도 좋다. 또는, 다이오드나 콘덴서를 이용하여 지연 회로를 구성해도 좋다. Next, after the first predetermined time elapses, when the main opening / closing part 11 starts to become non-conductive (open state), the control unit 13 opens the auxiliary opening / closing unit 17 for a second predetermined time (for example, Several hundred microseconds). That is, the auxiliary opening / closing part 17 may be made non-conductive (open state) a little later than the main opening / closing part 11. Alternatively, the main control unit 20 may output a pulse signal longer than the first pulse signal output to the main opening / closing unit 11 to the auxiliary opening / closing unit 17 by a second predetermined time. Alternatively, a delay circuit may be configured using a diode or a capacitor.

이러한 동작에 의해, 버퍼 콘덴서(25)의 충전 완료 후, 상용 전원의 반주기 중 대부분의 시간을 주개폐부(11)로부터 부하(3)에 전력을 공급한 후, 통전 전류가 적어지고 나서, 보조 개폐부(17)로부터 부하(3)에 전력을 공급하게 된다. 또, 보조 개폐부(17)는 사이리스터 구조의 스위치 소자(17a)를 가지고 있으므로, 전류치가 0이 되는 시점(제로크로스 점)에서 비도통(열린 상태)이 된다. 보조 개폐부(17)가 비도통(열린 상태)이 되면, 다시 제 3 전원부(16)에 전류가 흘러들기 때문에, 상기한 동작을 상용 전원의 반주기마다 반복하는 것으로 된다. By this operation, after the charging of the buffer capacitor 25 is completed, most of the half cycle of the commercial power supply is supplied from the main switch 11 to the load 3, and then the conduction current decreases. Electric power is supplied to the load 3 from 17. In addition, since the auxiliary switch 17 has the thyristor structure switch element 17a, it becomes non-conducting (open state) when the current value becomes zero (zero cross point). When the auxiliary opening / closing part 17 becomes non-conducting (open state), since an electric current flows in the 3rd power supply part 16 again, the above operation is repeated every half cycle of a commercial power supply.

도 26은 고부하시의 부하 제어 장치(1E)의 각 부에 있어서의 신호 파형을 나타내고, 도 27 및 도 28은 저부하시의 부하 제어 장치(1E)의 각 부에 있어서의 신호 파형을 나타내고 있다. 또, 도 27은 가령 상기 제 1 펄스만을 이용하여 주개폐부(11)를 제어할 경우를, 도 28은 상기 제 1 펄스 및 제 3 펄스를 이용하여 주개폐부(11)를 제어할 경우를 각각 나타내고 있다. FIG. 26 shows signal waveforms in each part of the load control device 1E at high load, and FIGS. 27 and 28 show signal waveforms in each part of the load control device 1E at low load. 27 shows a case where the main opening and closing part 11 is controlled using only the first pulse, and FIG. 28 shows a case where the main opening and closing part 11 is controlled using the first pulse and the third pulse. have.

고부하시, 즉, 접속되는 부하(3)가 고용량인 경우에 있어서는, 도 26에 도시하는 바와 같이 버퍼 콘덴서(25)는 단시간에 충전되며, 그 충전 완료 후, 상용 전원의 반주기 중 대부분의 시간을 주개폐부(11)로부터 부하(3)에 전력을 공급하게 된다. 이 때, 전류치가 0이 되는 시점(제로크로스 점)전에 주개폐부(11)가 비도통이 되도록 제 1 소정 시간이 설정되어 있으므로, 제로크로스 점을 넘어서 주개폐부(11)가 도통 상태로 되는 일은 없다. At high loads, i.e., when the load 3 to be connected has a high capacity, as shown in FIG. 26, the buffer capacitor 25 is charged in a short time. After completion of the charging, most of the half cycle of the commercial power supply is completed. The main switch 11 supplies power to the load 3. At this time, since the first predetermined time is set so that the main opening / closing portion 11 becomes non-conductive before the current value becomes zero (zero cross point), the main opening / closing portion 11 is brought into a conductive state beyond the zero cross point. none.

그러나, 저부하시, 즉, 접속되는 부하(3)가 저 용량인 경우에 있어서는, 부하 전류가 작기 때문에 충전에 많은 시간을 필요로 한다. 그 때문에, 도 27에 도시하는 바와 같이, 제로크로스 검출부(23)가 제로크로스를 검출한 시간으로부터, 전압 검출부(18)가 충전 완료를 검출하기 까지의 시간이 길어져서 제 1 펄스의 상승이 지연된다. 제 1 소정 시간은, 상술한 고부하시에 따라 설정되어 있으므로, 제 1 펄스의 상승이 과도하게 지연하면, 부하 전류가 제로크로스 점을 넘은 후에, 제 1 펄스가 하강한다. 따라서, 제 1 펄스만을 이용하여 주개폐부(11)를 제어할 경우에 있어서는, 저부하시에 제로크로스 점을 넘어서 주개폐부(11)가 도통 상태로 되고, 반주기마다의 충전 동작이 안정되지 않는다. However, at low load, i.e., when the load 3 to be connected is low in capacity, the load current is small, which requires a long time for charging. Therefore, as shown in FIG. 27, the time from the time when the zero cross detection part 23 detects zero cross to the voltage detection part 18 to detect completion of a charge becomes long, and the rise of a 1st pulse is delayed. do. Since the first predetermined time is set in accordance with the above-described high load, if the rise of the first pulse is excessively delayed, the first pulse falls after the load current crosses the zero cross point. Therefore, in the case of controlling the main opening and closing portion 11 using only the first pulse, the main opening and closing portion 11 is brought into a conductive state beyond the zero cross point at the time of low load, and the charging operation for every half cycle is not stable.

따라서, 본 실시형태에 있어서는, 제 3 펄스 출력부(21)로부터 출력되는 제 3 펄스를 이용하여, 제 3 소정 시간에 의해 주개폐부(11)의 열린 상태를 제한하는 것으로 하고 있다. 제 3 펄스는, 제로크로스 검출부(23)가 제로크로스를 검출하면 상승하고, 제 3 소정 시간의 경과 후에 하강한다. 이 제 3 소정 시간은, 부하 전류의 반주기보다 짧게 설정되어 있다. Therefore, in this embodiment, the open state of the main opening and closing part 11 is restrict | limited by the 3rd predetermined time using the 3rd pulse output from the 3rd pulse output part 21. FIG. The third pulse rises when the zero cross detection unit 23 detects zero cross and falls after the elapse of the third predetermined time. This third predetermined time is set shorter than the half period of the load current.

제 1 펄스 출력부(19)로부터 출력되는 제 1 펄스 및 제 3 펄스 출력부(21)로부터 출력되는 제 3 펄스는 제어부(13)에 입력된다. 제어부(13)는 AND 회로(25a)를 가지며, 제 1 펄스 및 제 3 펄스의 논리곱하여, 주개폐부(11)에 출력한다. 이에 따라, 주개폐부(11)는 제 1 펄스가 상승하고 있는 제 1 소정 시간과 제 3 펄스가 상승하고 있는 제 3 소정 시간이 중복하고 있는 시간만 도통한다. 상술한 바와 같이, 제 3 펄스는, 제로크로스 검출부(23)가 제로크로스 점을 검출한 타이밍에서 상승하고, 부하 전류의 반주기보다도 짧은 제 3 소정 기간 후에 하강하기 때문에, 버퍼 콘덴서(25)의 충전 완료를 검출하는 타이밍, 즉, 제 1 소정 시간이 시작하는 타이밍이 나중에 어긋나도, 전원 주파수의 제로크로스 점을 넘어서 주개폐부(11)를 닫힌 상태로 하는 경우는 없어진다. 이에 따라, 확실하게 반주기마다 충전을 행할 수 있고, 동작의 안정이 얻어진다. 이러한 동작은 부하 전류에 대하여 행해지기 때문에, 주개폐부(11)가 트랜지스터 구조를 가지는 스위치 소자(11a)로 구성되어 있어도, 부하(3)는 역률 1인 것에 한정되지 않고, 형광등 및 백열등 중 어디에도 적합한 2선식의 부하 제어 장치를 실현할 수 있고, 주개폐부가 듀얼 게이트형의 트랜지스터 구성의 스위치 소자이므로 부하 제어 장치의 소형 · 대용량화도 동시에 실현할 수 있다. The first pulse output from the first pulse output unit 19 and the third pulse output from the third pulse output unit 21 are input to the control unit 13. The control unit 13 has an AND circuit 25a and performs a logical product of the first pulse and the third pulse, and outputs the result to the main switch 11. As a result, the main opening / closing part 11 conducts only the time when the first predetermined time at which the first pulse is rising and the third predetermined time at which the third pulse is rising overlap. As described above, the third pulse rises at the timing at which the zero cross detection unit 23 detects the zero cross point, and falls after the third predetermined period shorter than the half cycle of the load current, so that the charging of the buffer capacitor 25 is performed. Even if the timing of detecting completion, i.e., the timing at which the first predetermined time starts, shifts later, the main opening / closing portion 11 is not closed beyond the zero cross point of the power source frequency. Thereby, charging can be performed reliably every half cycle, and stability of operation is obtained. Since this operation is performed with respect to the load current, even if the main opening / closing part 11 is comprised by the switch element 11a which has a transistor structure, the load 3 is not limited to being a power factor of 1, and is suitable for either fluorescent lamps or incandescent lamps. A two-wire load control device can be realized, and since the main switch is a switch element of a dual gate type transistor configuration, the load control device can be miniaturized and large in size.

본 제 2 실시 형태에 따른 부하 제어 장치(1E)에 의하면,전압 검출부(18)가 제 3 전원부(16)에 입력되는 전압이 소정의 임계값에 도달한 것을 검출하면, 제어부(13)는 주개폐부(11)를 제 1 소정 시간 도통(닫힌 상태)시키므로, 상용 전원의 반주기 중 대부분의 시간을 주개폐부(11)로부터 부하에 전력을 공급하게 된다. 또한, 이 제 1 소정 시간내이어도 제 3 소정 시간이 경과하면, 제어부(13)는 주개폐부(11)를 비도통(열린 상태)시키므로, 예를 들면, 저부하시에 있어서 제 1 소정 시간이 개시되는 타이밍이 지연해도, 부하 전류가 0이 되기 전에 주개폐부(11)가 비도통으로 된다. 이에 따라, 주개폐부(11)가 부하 전류의 제로크로스를 넘어서 도통되는 일이 없어지므로, 교류 전원의 반주기 동안에 확실하게 충전을 실행할 수 있다. According to the load control device 1E according to the second embodiment, when the voltage detection unit 18 detects that the voltage input to the third power supply unit 16 has reached a predetermined threshold value, the control unit 13 performs a main operation. Since the opening / closing section 11 is turned on for the first predetermined time (closed state), electric power is supplied from the main opening / closing section 11 to the load most of the half cycle of the commercial power supply. Moreover, even if it is within this 1st predetermined time, when the 3rd predetermined time passes, the control part 13 will make the main opening-closing part 11 non-conducting (open state), for example, the 1st predetermined time will start in low load, for example. Even if the timing becomes delayed, the main opening / closing portion 11 becomes non-conductive before the load current becomes zero. As a result, the main opening / closing portion 11 does not become conductive beyond the zero cross of the load current, so that charging can be performed reliably during the half cycle of the AC power supply.

또한, 제 1 소정 시간 경과 후, 주개폐부(11)가 비도통으로 될 때, 보조 개폐부(17)를 제 3 소정 시간동안만 도통시키므로, 상용 전원의 반주기 중 대부분의 시간을 주개폐부에서 부하에 전력을 공급한 후, 통전 전류가 적어지고 나서, 보조 개폐부(17)로부터 부하에 전력을 공급하게 된다. 이러한 동작은 부하 전류에 대하여 행해지기 때문에, 주개폐부(11)가 트랜지스터 구조를 가지는 스위치 소자(11a)로 구성되어 있어도, 부하는 역률 1인 것에 한정되지 않고, 형광등 및 백열등 모두에 적합한 2선식의 부하 제어 장치를 실현할 수 있다. 또한, 부하 제어 장치의 동작시에 발생하는 노이즈의 레벨이 낮게 억제되기 때문에, 소형이고 또한 적합 부하 범위가 넓은 부하 제어 장치를 실현할 수 있다. In addition, when the main switch 11 becomes non-conducting after the first predetermined time has elapsed, the auxiliary switch 17 is turned on only during the third predetermined time, so that most of the half cycle of the commercial power supply is supplied from the main switch to the load. After supplying, the supply current decreases, and electric power is supplied to the load from the auxiliary opening / closing unit 17. Since this operation is performed with respect to the load current, even if the main opening / closing part 11 is comprised by the switch element 11a which has a transistor structure, the load is not limited to 1 and it is a 2-wire type suitable for both a fluorescent lamp and an incandescent lamp. A load control device can be realized. In addition, since the level of noise generated during operation of the load control device is suppressed low, it is possible to realize a compact and wide load control device.

(제 3 실시 형태)(Third Embodiment)

본 발명의 제 3 실시 형태에 따른 부하 제어 장치에 대해서 설명한다. 도 29는 제 3 실시 형태에 따른 부하 제어 장치(1F)의 구성을 나타내는 회로도이다. 부하 제어 장치(1F)는, 보조 개폐부(17)에 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류 검출부(22)와, 전류 검출부(22)로부터 출력되는 신호 등에 따라 동작하는 OR회로(25b)를 더 구비하는 점에서 제 2 실시 형태에 따른 부하 제어 장치(1E)와 다르고, 나머지는 마찬가지이다. OR회로(25b)는 제어부(13)의 AND회로(25a)의 후단에 마련되어 있다. A load control device according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 29 is a circuit diagram showing a configuration of the load control device 1F according to the third embodiment. The load control device 1F further includes a current detector 22 for detecting a current flowing through the auxiliary switch 17, and an OR circuit 25b that operates according to a signal output from the current detector 22 or the like. Is different from the load control device 1E according to the second embodiment, and the rest are the same. The OR circuit 25b is provided after the AND circuit 25a of the control unit 13.

보조 개폐부(17)는 본래 전류의 제로크로스 점을 검출하는 것을 목적으로 하고 있으며, 통전을 주목적으로 하지 않고, 소형의 스위치 소자로 구성되는 것이 일반적이다. 그러나, 상용 전원에 있어서 주파수가 어긋나거나, 혹은 부하 제어 장치를 50Hz와 60Hz의 공용으로 동작시키거나 하면, 주개폐부가 비도통이 되고 나서 전류의 제로크로스 점까지의 시간이 길어져, 부하 전류가 충분히 작아지기 전에 보조 개폐부에 통전이 개시되어 버린다. 또한, 부하로서 과부하 접속되었을 경우, 보조 개폐부에서의 통전 시간은 동일해도, 통전 손실이 커지고, 보조 개폐부(17)를 구성하는 스위치 소자가 파손할 가능성이 있다. 그 때문에, 제 3 실시 형태에서는, 전류 검출부(22)에 의해 보조 개폐부(17)에 흐르는 전류치를 검출하고, 보조 개폐부(17)가 허용할 수 있는 전류치를 넘는 전류가 흘렀을 때에, 다시 단시간(제 4 소정 시간)동안 주개폐부(11)를 도통(닫힌 상태)시킨 후, 주개폐부(11)가 비도통(열린 상태)이 될 때에, 보조 개폐부(17)를 다시 도통시킨다. The auxiliary opening / closing part 17 aims at detecting the zero cross point of the original electric current, and it is generally comprised by a small switch element, without making it the main purpose of energization. However, if the frequency is shifted in the commercial power supply, or if the load control device is operated at a common frequency of 50 Hz and 60 Hz, the time from the main opening and closing portion to the non-conduction state becomes long, and the load current is sufficiently Power supply is started to the auxiliary opening-and-closing part before it becomes small. Moreover, when overloaded as a load, even if the energization time in an auxiliary opening-and-closing part is the same, an electricity supply loss may become large and the switch element which comprises the auxiliary opening-and-closing part 17 may be damaged. Therefore, in 3rd Embodiment, when the electric current value which flows into the auxiliary opening-and-closing part 17 is detected by the electric current detection part 22, and when the electric current exceeding the electric current value which the auxiliary opening-and-closing part 17 can allow, it flows again for a short time. After the main opening / closing portion 11 is turned on (closed) for a predetermined time, the auxiliary opening / closing portion 17 is turned on again when the main opening / closing portion 11 is turned off (open state).

보다 구체적으로는, 보조 개폐부(17)에 허용가능한 전류치를 넘는 전류가 흐르는 것을 검지한 전류 검출부(22)는, 그 취지의 신호를 제어부(13)의 OR회로(25b)에 출력한다. OR회로(25b)는 상술한 AND회로(25a)로부터의 출력 신호 또는 전류 검출부(22)로부터의 출력 신호 중 어느 입력을 받았을 때, 주개폐부(11)를 단시간동안 도통시켜서 보조 개폐부(17)를 보호한다. 이렇게 주개폐부(11)와 보조 개폐부(17)를 반복해서 전환함으로써, 보조 개폐부(17)의 스위치 소자의 파손을 방지함과 함께, 상용 전원의 종류에 관한 대응성이나 과부하에 관한 대응성이 향상한다. More specifically, the current detection unit 22 that detects that a current exceeding the allowable current value flows in the auxiliary opening and closing unit 17 outputs a signal to the OR circuit 25b of the control unit 13. When the OR circuit 25b receives either the output signal from the AND circuit 25a or the output signal from the current detector 22 described above, the OR circuit 25b conducts the main switch 11 in a short time to open the auxiliary switch 17. Protect. By repeatedly switching the main opening and closing part 11 and the auxiliary opening and closing part 17 in this way, the switch element of the auxiliary opening and closing part 17 is prevented from being damaged, and the correspondence with respect to the type of commercial power supply or the correspondence with overload is improved. do.

본 제 3 실시 형태에 따른 부하 제어 장치(1F)에 의하면,전류 검출부(22)가, 보조 개폐부(17)에 허용값을 넘는 전류가 흐르는 것을 검출하면, 주개폐부를 일단 도통(닫힌 상태)시키고, 그 후 비도통 상태로 한다. 이에 따라, 보조 개폐부(17)의 스위치 소자의 파손을 방지함과 함께, 소형의 스위치 소자로 보조 개폐부(17)를 구성할 수 있으므로, 부하 제어 장치의 소형화가 가능해지고, 상용 전원의 종류에 관한 대응성이나 과부하에 관한 대응성이 향상한다. According to the load control device 1F according to the third embodiment, when the current detection unit 22 detects that a current exceeding the allowable value flows in the auxiliary opening and closing unit 17, the main opening and closing unit is turned on (closed state) once. After that, the state is turned off. As a result, the damage to the switch element of the auxiliary switch unit 17 can be prevented, and the auxiliary switch unit 17 can be configured by a small switch element, so that the load control device can be miniaturized, Responsiveness to responsiveness and overload is improved.

또, 본 발명은 상기한 실시 형태의 구성에 한정되지 않고, 적어도 제어부(13)가, 전압 검출부(18)로부터 버퍼 콘덴서(25)의 충전 완료 신호를 받아 출력하는 제 1 펄스와, 제로크로스 검출부(23)로부터 부하 전류의 제로크로스 점의 검출 신호를 받아 출력하는 제 3 펄스의 논리곱에 근거하여 주개폐부(11)의 동작을 제어하도록 구성되어 있으면 좋다. 또한, 본 발명은 여러 종류의 변형이 가능해서, 예를 들면, 제 3 펄스는 제로크로스 검출부(23)로부터의 출력을 CPU 등으로 구성된 주 제어부(20)에 입력하고, 소프트웨어적으로 제 1 펄스 신호를 출력하도록 구성해도 좋다. In addition, the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and at least the first pulse that the control unit 13 receives the charge completion signal of the buffer capacitor 25 from the voltage detection unit 18 and outputs the zero cross detection unit What is necessary is just to be comprised so that the operation | movement of the main switching part 11 may be controlled based on the logical product of the 3rd pulse which receives and outputs the detection signal of the zero cross point of a load current from (23). In addition, the present invention can be modified in various ways. For example, the third pulse inputs the output from the zero cross detection unit 23 to the main control unit 20 composed of a CPU or the like, and the first pulse in software. A signal may be output.

(제 4 실시 형태) (Fourth Embodiment)

다음으로, 본 발명의 제 4 실시 형태에 따른 부하 제어 장치(1G)에 대해서, 도 30을 참조하여 설명한다. 부하 제어 장치(1G)의 기본 구성은 상기 각 실시 형태 및 그 변형예의 어느 구성을 채용하는 것도 할 수 있다. Next, the load control apparatus 1G which concerns on 4th Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG. As the basic configuration of the load control device 1G, any of the above embodiments and modifications thereof can be adopted.

제 4 실시 형태에 따른 부하 제어 장치(1G)은, 예를 들면, 오피스 빌딩이나 상업시설 등의 비주택에 있어서, 복수의 조명 기구를 제어하기 위해서 이용되고, 예를 들면, 조명 장치로부터 떨어진 장소에 설치된 제어반 등에 복수 배치되어 있다. 그리고, 제어반으로부터 떨어진 장소에 설치된 조작 스위치(도시하지 않음) 등으로부터의 리모트 컨트롤 신호(27)를 받아, 부하 제어 장치(1G)의 온·오프를 제어하도록 구성되어 있다. 그 때문에, 주 제어부(20)에는 배선을 거쳐서 조작 스위치가 접속되어 있으며, 리모트 컨트롤 신호(27)에 중첩되는 자기의 어드레스를 주제어부(20)에서 인식했을 경우에, 주 제어부(20)로부터 제어 신호를 출력시킨다. The load control device 1G according to the fourth embodiment is used for controlling a plurality of lighting devices in a non-housing house such as an office building or a commercial facility, for example, a place away from the lighting device. It is arrange | positioned in the control panel etc. which were installed in multiple numbers. And it is comprised so that the on / off of the load control apparatus 1G may be controlled by receiving the remote control signal 27 from the operation switch (not shown) etc. which were installed in the place remote from the control panel. Therefore, when the main control part 20 is connected with the operation switch via wiring, and the main control part 20 recognizes the self address superimposed on the remote control signal 27, it controls from the main control part 20. Output the signal.

도 31은 제 4 실시 형태에 따른 부하 제어 장치(1G)의 변형예의 구성을 나타낸다. 이 변형예에서는, 주 제어부(20)에 또한 정류 회로로 구성된 제 4 전원부(26)가 접속되고 있으며, 리모트 컨트롤 신호(27)로부터 얻어진 전력을 정류해서 주 제어부(20)(또는 제어부(13))의 전원을 확보하고 있다. 상술한 바와 같이, 2선식 부하 제어 장치에서는, 부하 제어 장치가 오프인 상태에서도, 주 제어부(20)의 전원을 확보하기 위해서 제 2 전원부(15)를 마련하고, 이에 따라 부하(3)에는 항상 미약한 전류가 흐른다. 그런데, 본 변형예와 같이, 주 제어부(20)의 전원을 특별히 확보하는 것에 의해, 제 2 전원부(15)가 불필요해지고, 따라서, 부하 제어 장치(1G)가 오프인 상태에서는, 부하(3)에 전류가 전혀 흐르지 않고, 부하(3)의 열화나 오동작을 방지할 수 있다. 31 shows a configuration of a modification of the load control device 1G according to the fourth embodiment. In this modification, the 4th power supply part 26 comprised with the rectifier circuit is also connected to the main control part 20, and rectifies the electric power obtained from the remote control signal 27, and main control part 20 (or control part 13). ) Is secured. As described above, in the two-wire load control device, even when the load control device is in the off state, the second power supply unit 15 is provided in order to secure the power supply of the main control unit 20. Weak current flows By the way, as in this modification, the power supply of the main control unit 20 is specially secured, so that the second power supply unit 15 is not necessary. Therefore, in the state where the load control device 1G is off, the load 3 No current flows at all, and deterioration and malfunction of the load 3 can be prevented.

(제 5 실시 형태)(Fifth Embodiment)

본 발명의 제 5 실시 형태에 따른 부하 제어 시스템에 대해서 설명한다. 도 32는 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 부하 제어 장치를 이용한 부하 제어 시스템을 나타내고 있다. 부하 제어 시스템(30)은, 복수의 부하 제어 장치(1)와, 그들을 원격 제어하는 중앙 제어부(31) 등으로 구성되어 있다. 중앙 제어부(31)에 접속되는 부하 제어 장치(1)의 수는, 적절히 설정할 수 있다. 각 부하 제어 장치(1)와 중앙 제어부(31)는 유선으로 접속되어 있지만, 무선으로 접속되어도 좋다. 각 부하 제어 장치(1)는 중앙 제어부(31)로부터 송신된 제어 신호를 수신하고, 그 신호에 따라 각각 접속되어 있는 부하(3)를 제어한다. 중앙 제어부(31)는 각 부하 제어 장치(1)의 주 제어부(20)에 대하여 제어 신호를 송신한다. 중앙 제어부(31)로부터 송신되는 제어 신호에는 어느 하나의 부하 제어 장치(1)에 대응하는 어드레스 신호가 첨부되어 있다. 각 부하 제어 장치(1)는 자기에게 부여된 어드레스 신호가 첨부되어 송신된 제어 신호를 수신하면, 그 제어 신호에 따라 동작하여 부하(3)를 제어한다. 도 32에 있어서는, 중앙 제어부(31)에 접속되는 부하 제어 장치(1)로서는 상술한 부하 제어 장치중 어느것이 접속되어도 좋다. 또한, 이들의 부하 제어 장치를 적절히 조합해서 중앙 제어부(31)에 접속되는 구성이어도 좋다. A load control system according to a fifth embodiment of the present invention will be described. 32 shows a load control system using a load control device according to a first embodiment of the present invention. The load control system 30 is comprised from the some load control apparatus 1, the central control part 31, etc. which remotely control them. The number of the load control apparatus 1 connected to the central control part 31 can be set suitably. Although each load control apparatus 1 and the central control part 31 are connected by wire, you may connect wirelessly. Each load control apparatus 1 receives the control signal transmitted from the central control part 31, and controls the load 3 connected, respectively, according to the signal. The central control part 31 transmits a control signal to the main control part 20 of each load control apparatus 1. The control signal transmitted from the central control unit 31 is accompanied by an address signal corresponding to any one of the load control devices 1. Each load control device 1 controls the load 3 by operating in accordance with the control signal when receiving the control signal transmitted with the address signal given thereto. In FIG. 32, any of the above-described load control devices may be connected to the load control device 1 connected to the central control unit 31. Moreover, the structure connected to the center control part 31 by combining these load control apparatuses suitably may be sufficient.

(제 1 실시예)(Embodiment 1)

본 발명의 제 5 실시 형태에 이용되는 부하 제어 장치의 제 1 실시예를 설명한다. 도 33은 제 1 실시예에 따른 부하 제어 장치(1H)의 구성을 나타내는 회로도이며, 도 34는 부하 제어 장치(1H)의 각 부에 있어서의 신호 파형을 나타내는 타임차트이다. 도 33에 나타내는 제 1 실시예의 부하 제어 장치(1H)는, 교류 전원(2)과 부하(3)의 사이에 직렬로 접속되며, 부하(3)에 대하여 전원의 공급을 제어하는 주개폐부(11)와, 정류부(12)와, 부하 제어 장치(1H) 전체를 제어하는 제어부(13)와, 제어부(13)에 안정한 전원을 공급하기 위한 제 1 전원부(14)와, 부하(3)에 전력 공급이 행해지고 있을 때에 제 1 전원부(14)에 전력을 공급하는 제 3 전원부(16)와, 부하(3)에 전력공급이 정지 상태일 때에 제 1 전원부(14)에 전력을 공급하는 독립 전원부(26)와, 중앙 제어부(31)로부터 송신된 제어 신호를 수신하는 수신부(16a)와, 부하 전류 중 미소 전류의 통전을 실행하는 보조 개폐부(17) 등으로 구성되어 있다. 또한, 제 3 전원부(16)에는, 제 3 전원부(16)에 입력되는 전압을 검출하는 전압 검출부(18)가 마련되어 있다. 주개폐부(11)는 트랜지스터 구조의 스위치 소자(11a)를 가지며, 보조 개폐부(17)는 사이리스터 구조의 스위치 소자(17a)를 가지고 있다. The 1st Example of the load control apparatus used for 5th Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 33 is a circuit diagram showing the configuration of the load control device 1H according to the first embodiment, and FIG. 34 is a time chart showing the signal waveform in each part of the load control device 1H. The load control device 1H of the first embodiment shown in FIG. 33 is connected in series between the AC power supply 2 and the load 3, and the main switch 11 that controls the supply of power to the load 3. ), The rectifier 12, the control unit 13 for controlling the entire load control device 1H, the first power supply unit 14 for supplying stable power to the control unit 13, and the load 3. A third power supply unit 16 for supplying power to the first power supply unit 14 when the supply is being performed, and an independent power supply unit supplying power to the first power supply unit 14 when the power supply to the load 3 is stopped ( 26, a receiving unit 16a for receiving a control signal transmitted from the central control unit 31, and an auxiliary opening / closing unit 17 for energizing a small current among load currents. In addition, the third power supply unit 16 is provided with a voltage detector 18 that detects a voltage input to the third power supply unit 16. The main opening and closing part 11 has the switch element 11a of a transistor structure, and the auxiliary opening-and-closing part 17 has the switch element 17a of a thyristor structure.

중앙 제어부(31)로부터는 어느것인가의 부하 제어 장치(1H)를 원격 제어 하기 위한 제어 신호(펄스 신호)가 상시 송출된다. 부하 제어 장치(1H)의 수신부(16a)는 이 제어 신호를 수신해서 주 제어부(20)에 전송한다. 수신부(16a)에 의해 수신된 제어 신호는 독립 전원부(26)에도 전송된다. 독립 전원부(26)는 제어 신호를 구성하는 펄스 전류를 정류하여, 제 1 전원부(14)(즉, 주 제어부(20))에 전력을 공급한다. 이 제어 신호는 부하(3)의 동작에 관계하지 않고 중앙 제어부(31)로부터 송출되기 때문에, 부하(3)에 전력 공급이 행해지지 않고 있을 때에도 독립 전원부(26)로부터 제 1 전원부(14)에 전력이 공급된다. 즉, 독립 전원부(26)는 부하(3)와 직렬로 접속되는 교류 전원(2)과는 독립해서 제 1 전원부(14)에 전력을 공급한다. From the central control part 31, the control signal (pulse signal) for remotely controlling any load control apparatus 1H is always transmitted. The receiving unit 16a of the load control device 1H receives this control signal and transmits it to the main control unit 20. The control signal received by the receiver 16a is also transmitted to the independent power supply 26. The independent power supply unit 26 rectifies the pulse current constituting the control signal and supplies power to the first power supply unit 14 (that is, the main control unit 20). Since the control signal is transmitted from the central control unit 31 regardless of the operation of the load 3, the independent power supply unit 26 to the first power supply unit 14 even when no power is supplied to the load 3. Power is supplied. That is, the independent power supply unit 26 supplies power to the first power supply unit 14 independently of the AC power supply 2 connected in series with the load 3.

한편, 부하(3)에 전력 공급이 행해지고 있을 때, 제 3 전원부(16)의 임피던스를 낮게 하여, 부하 제어 장치(1H) 내부의 회로측에 전류를 흘리고, 제 1 전원부(14)의 버퍼 콘덴서(25)를 충전한다. 상기한 바와 같이, 제 3 전원부(16)에는, 전압 검출부(충전 감시부)(18)가 마련되어 제 3 전원부(16)에 입력되는 전압을 검출한다. 전압 검출부(18)는 제 3 전원부(16)에 입력되는 전압이 소정의 임계값에 도달한 것을 검출하면, 소정의 검출 신호를 출력한다. 제어부(13)는 전압 검출부(18)로부터의 검출 신호를 수신하면, 주개폐부(11)를 제 1 소정 시간 도통(닫힌 상태)시킨다. 도 33에서는, 전압 검출부(18)로부터의 검출 신호에 따라서 직접적으로 제 1 펄스 신호를 출력하도록, 전용의 IC 등을 이용하여 하드웨어적으로 구성된 제 1 펄스 출력부(19)를 제어부(13)의 일부로서 마련한 구성예를 나타내고 있다. 또는, 도시한 구성에 한정되지 않고, 전압 검출부(18)로부터의 출력을, CPU 등으로 구성된 주 제어부(20)에 입력하고, 소프트웨어적으로 제 1 펄스 신호를 출력하도록 구성해도 좋다. 주개폐부(11)를 도통시키는 제 1 소정 시간으로서는, 상용 주파수 전원의 반주기보다도 조금 짧은 시간으로 하는 설정하는 것이 바람직하다. On the other hand, when the electric power is supplied to the load 3, the impedance of the 3rd power supply part 16 is made low, a current flows to the circuit side inside the load control apparatus 1H, and the buffer capacitor of the 1st power supply part 14 is carried out. Charge 25. As mentioned above, the voltage supply part (charge monitoring part) 18 is provided in the 3rd power supply part 16, and the voltage input to the 3rd power supply part 16 is detected. The voltage detector 18 outputs a predetermined detection signal upon detecting that the voltage input to the third power supply 16 reaches a predetermined threshold. When the control part 13 receives the detection signal from the voltage detection part 18, the control part 13 makes the main opening-and-closing part 11 conduct the 1st predetermined time (closed state). In FIG. 33, the control unit 13 includes a first pulse output unit 19 that is hardware-configured using a dedicated IC or the like so as to directly output the first pulse signal in accordance with a detection signal from the voltage detector 18. The structural example prepared as a part is shown. Alternatively, the present invention is not limited to the illustrated configuration, and the output from the voltage detection unit 18 may be input to the main control unit 20 composed of a CPU or the like and output the first pulse signal in software. As the first predetermined time for conducting the main opening and closing part 11, it is preferable to set the time slightly shorter than the half cycle of the commercial frequency power supply.

다음으로, 상기 제 1 소정 시간 경과 후, 주개폐부(11)가 비도통(열린 상태)이 되는 동작을 시작할 때, 제어부(13)는 보조 개폐부(17)를 제 2 소정 시간(예를 들면, 수백μ초)동안 도통(닫힌 상태)시킨다. 이 동작은, 보조 개폐부(17)가 주개폐부(11)보다 조금 늦게 비도통(열린 상태)이 되면 좋고, 도 33에서는, 주개폐부(11)가 비도통(열린 상태)이 된 것을 검출하고 나서, 제 2 소정 시간동안 보조 개폐부(17)를 도통시키도록, 소정 시간의 제 2 펄스 신호를 출력하는 제 2 펄스 출력부(21)를 제어부(13)의 일부로서 마련한 예를 나타낸다. 또는, 상기 주 제어부(20)로부터, 주개폐부(11)에 대하여 출력하는 제 1 펄스 신호보다도 제 2 소정 시간만큼 긴 펄스 신호를 보조 개폐부(17)에 대하여 출력하도록 해도 좋다. 또는, 다이오드나 콘덴서를 이용하여 지연 회로를 구성해도 좋다. Next, after the first predetermined time elapses, when the main opening / closing part 11 starts to become non-conductive (open state), the control unit 13 opens the auxiliary opening / closing unit 17 for a second predetermined time (for example, Several hundred microseconds). This operation should just be made non-conductive (open state) a little later than the main opening / closing part 11, and after detecting that the main opening / closing part 11 became non-conductive (open state) in FIG. The example which provided as a part of the control part 13 the 2nd pulse output part 21 which outputs the 2nd pulse signal of a predetermined time so that the auxiliary opening-and-closing part 17 may conduct for a 2nd predetermined time. Alternatively, the main control unit 20 may output a pulse signal longer than the first pulse signal output to the main opening / closing unit 11 to the auxiliary opening and closing unit 17 by a second predetermined time. Alternatively, a delay circuit may be configured using a diode or a capacitor.

본 실시예의 부하 제어 장치에 있어서, 주요부의 신호 파형의 타이밍은 도 4와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다. 또한, 역률이 1인 경우의 파형을 도 34a에, 역률이 1이 아닌 경우의 파형을 도 34b에 나타낸다. In the load control device of this embodiment, since the timing of the signal waveform of the main part is the same as that of FIG. 4, the description is omitted. 34A shows waveforms when the power factor is 1 and FIG. 34B shows the waveforms when the power factor is not 1. FIG.

(제 2 실시예) (Second Embodiment)

다음으로, 본 발명의 제 5 실시 형태에 이용되는 부하 제어 장치의 제 2 실시예를 설명한다. 도 35는 제 2 실시예에 따른 부하 제어 장치(1I)의 구성을 나타내는 회로도이다. 도 33과 도 35를 비교하면, 제 2 실시예에 따른 부하 제어 장치(1I)는, 보조 개폐부(17)에 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류 검출부(22)를 더 구비하고 있는 점에서 제 1 실시예에 따른 부하 제어 장치(1H)와 다르고, 나머지는 마찬가지이다. Next, a second example of the load control device used in the fifth embodiment of the present invention will be described. 35 is a circuit diagram showing a configuration of the load control device 1I according to the second embodiment. When comparing FIG. 33 and FIG. 35, the load control apparatus 1I which concerns on 2nd Embodiment is 1st implementation by the point which is further equipped with the current detection part 22 for detecting the electric current which flows in the auxiliary opening-and-closing part 17. FIG. It differs from the load control apparatus 1H which concerns on an example, and the remainder is the same.

도 45에 나타내는 종래예에서 설명한 바와 같이, 보조 개폐부는, 본래 전류의 제로크로스 점을 검출하는 것을 목적으로 하고 있으며, 통전을 주목적으로는 하고 있지 않으므로, 소형의 스위치 소자로 구성되는 것이 일반적이다. 그러나, 상용 전원에 있어서 주파수가 어긋나거나, 혹은 부하 제어 장치를 50Hz와 60Hz의 공용으로 동작시키려고 하면, 주개폐부가 비도통이 되고 나서 전류의 제로크로스 점까지의 시간이 길어져, 부하 전류가 충분히 작아지기 전에 보조 개폐부에 통전이 개시되어 버린다. 또한, 부하로서 과부하 접속되었을 경우, 보조 개폐부에서의 통전 시간은 동일해도, 통전 손실이 커지고, 보조 개폐부를 구성하는 스위치 소자가 파손할 가능성이 있다. 그 때문에, 제 2 실시예에서는, 전류 검출부(22)에 의해 보조 개폐부(17)에 흐르는 전류치를 검출하고, 보조 개폐부(17)에 허용할 수 있는 전류치를 넘는 전류가 흘렀을 때에, 다시 단시간동안 주개폐부(11)를 도통(닫힌 상태)시키고, 그 후 주개폐부(11)가 비도통(열린 상태)이 될 때에, 보조 개폐부(17)를 다시 도통시킨다. 이렇게 주개폐부(11)와 보조 개폐부(17)를 되풀이하여 전환함으로써, 보조 개폐부(17)의 스위치 소자의 파손을 방지함과 함께, 상용 전원의 종류에 관한 대응성이나 과부하에 관한 대응성이 향상한다. 도 36에, 제 2 실시예에 따른 부하 제어 장치(1I)의 동작시의 파형을 나타낸다. As described in the conventional example shown in Fig. 45, the auxiliary switch unit is intended to detect the zero cross point of the original current, and since the main purpose is not to energize, it is generally composed of a small switch element. However, if the frequency is shifted in the commercial power supply or if the load control device is to be operated in common at 50 Hz and 60 Hz, the time from the main opening and closing portion to the non-conduction state becomes long, and the load current is sufficiently small. The electricity is started to the auxiliary opening and closing part before losing. Moreover, when overloaded as a load, even if the energization time in an auxiliary opening-and-closing part is the same, an electricity supply loss may become large and the switch element which comprises an auxiliary opening-and-closing part may be damaged. Therefore, in the second embodiment, when the current value flowing through the auxiliary opening / closing unit 17 is detected by the current detecting unit 22, and a current exceeding the allowable current value flows in the auxiliary opening / closing unit 17, the main detection is performed again for a short time. When the opening / closing part 11 is turned on (closed state), and the main opening / closing part 11 becomes non-conductive (open state) after that, the auxiliary opening / closing part 17 is turned on again. By repeatedly switching the main opening and closing part 11 and the auxiliary opening and closing part 17 in this way, the switch element of the auxiliary opening and closing part 17 is prevented from being damaged, and the correspondence with respect to the type of commercial power supply and the responsiveness with respect to overload are improved. do. 36 shows waveforms at the time of operation of the load control device 1I according to the second embodiment.

(제 3 실시예) (Third Embodiment)

다음으로, 본 발명의 제 5 실시 형태에 이용되는 부하 제어 장치의 제 3 실시예를 설명한다. 도 37은 제 3 실시예에 따른 부하 제어 장치(1J)의 구성을 나타내는 회로도이다. 도 35와 비교하여, 제 3 실시예에 따른 부하 제어 장치(1J)는, 기본적으로 상기 제 1 및 제 2 실시예에 따른 부하 제어 장치(1H, 1I)와 마찬가지이지만, 주개폐부(11)를 구성하는 스위치 소자(11b)가 쌍방향 제어 가능한 횡형 트랜지스터 소자로 구성되어 있는 점이 다르다. 또, 도 37은 도 35에 나타내는 제 2 실시예에 따른 부하 제어 장치(1I)의 구성에 준하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 도 33에 나타내는 제 1 실시예에 따른 부하 제어 장치(1H)와 같이 구성되어 있어도 좋다.Next, a third example of the load control device used in the fifth embodiment of the present invention will be described. 37 is a circuit diagram showing the configuration of the load control device 1J according to the third embodiment. In comparison with FIG. 35, the load control device 1J according to the third embodiment is basically the same as the load control devices 1H and 1I according to the first and second embodiments, but the main switch 11 The difference is that the switch element 11b to be configured is constituted by a lateral transistor element capable of bidirectional control. In addition, although FIG. 37 conforms to the structure of the load control apparatus 1I which concerns on 2nd Example shown in FIG. 35, it is not limited to this, For example, the load control apparatus which concerns on 1st Example shown in FIG. It may be configured as (1H).

도 38은 쌍방향 제어 가능한 횡형 트랜지스터 소자의 개략구성을 나타낸다. 이러한 횡형 트랜지스터 소자는 HEMT(High Electron Mobility Transistor)라고 호칭되며, 채널층으로서 AlGaN/Gan 헤테로 계면에 발생하는 2차원 전자 가스층을 이용하고, 기판의 표면에는, 전원(2) 및 부하(3)에 대하여 각각 직렬로 접속된 전극(D1) 및 전극(D2)와, 전극(D1) 및 전극(D2)에 대하여 통전 오프시에 고내전압을 유지할 수 있게 제어 전극(게이트)(G)이 형성되어 있다. 제어 전극(G)으로서, 예를 들면, 쇼트키 전극을 이용한다. Fig. 38 shows a schematic configuration of a lateral transistor element capable of bidirectional control. Such a lateral transistor element is called a HEMT (High Electron Mobility Transistor), and uses a two-dimensional electron gas layer generated at an AlGaN / Gan hetero interface as a channel layer, and the surface of the substrate is provided with a power source 2 and a load 3. The control electrodes (gates) G are formed with respect to the electrodes D1 and D2 and the electrodes D1 and D2 connected in series with respect to the electrodes D1 and D2 so as to maintain a high withstand voltage at the time of energization off. . As the control electrode G, for example, a Schottky electrode is used.

주개폐부(11)가 비도통(열린 상태)일 때, 제어 전극(G)에는, 제어부(13)로부터 로우(low) 레벨의 신호가 인가되지만, 주개폐부(11)의 최저 전위보다는 정류부(12)의 다이오드 1개 분만큼 높은 전위가 된다. 여기에서, 주개폐부(11)의 도통(닫힌 상태)/비도통(열린 상태)을 전환하는 임계값이, 상기 다이오드 1개 분의 전위보다 충분히 높으면, 확실하게 비도통(열린 상태)을 유지할 수 있다. 한편, 주개폐부(11)가 도통 상태(닫힌 상태)인 경우는, 상기 제 1 내지 3 실시예의 경우와 같은 동작을 실행한다. 그 때문에, 수 V의 제어 신호로 구동되는 제어부(13)에 의해, 고전압의 상용 전원을 직접 제어할 수 있다. 또한, 이와 같이, 전자 이동도의 높은 HEMT를 이용함으로써, 2선식 부하 제어 장치(1J)의 소형 고용량화를 실현할 수 있다. When the main opening / closing portion 11 is in a non-conductive state (open state), a low level signal is applied from the control portion 13 to the control electrode G, but the rectifying portion 12 is lower than the lowest potential of the main opening / closing portion 11. Becomes a potential as high as one diode. Here, if the threshold value for switching the conduction (closed state) / non-conduction (open state) of the main opening / closing part 11 is sufficiently higher than the potential of the one diode, it is possible to reliably maintain the non-conduction (open state). have. On the other hand, when the main opening / closing part 11 is in a conducting state (closed state), the same operation as in the case of the first to third embodiments is performed. Therefore, by the control part 13 driven by the control signal of several V, the high voltage commercial power supply can be controlled directly. In addition, by using the HEMT with high electron mobility in this way, the miniaturization and high capacity of the two-wire load control device 1J can be realized.

(제 4 실시예) (Example 4)

다음으로, 본 발명의 제 5 실시 형태에 이용되는 부하 제어 장치의 제 4 실시예를 설명한다. 도 39는 제 4 실시예에 따른 부하 제어 장치(1K)의 구성을 나타내는 회로도이다. 제 4 실시예에 따른 부하 제어 장치(1K)는 기본적으로 상기 제 1 내지 제 3 실시예에 따른 부하 제어 장치(1H∼1J)와 마찬가지이지만, 주개폐부(11)를 구성하는 스위치 소자(11a)가 쌍방향 제어 가능한 신규인 횡형 트랜지스터 소자로 구성되어 있는 점이 다르다. 또, 도 39는 도 37에 나타내는 제 3 실시예에 따른 부하 제어 장치(1J)의 구성에 준하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 도 33에 나타내는 제 1 실시예에 따른 부하 제어 장치(1H) 또는 도 35에 나타내는 제 2 실시예에 따른 부하 제어 장치(1I)와 같이 구성되어 있어도 좋다. Next, a fourth example of the load control device used in the fifth embodiment of the present invention will be described. 39 is a circuit diagram showing a configuration of the load control device 1K according to the fourth embodiment. The load control device 1K according to the fourth embodiment is basically the same as the load control devices 1H to 1J according to the first to third embodiments, but the switch element 11a constituting the main opening and closing portion 11. Is different in that it is constituted by a novel lateral transistor element capable of bidirectional control. In addition, although FIG. 39 conforms to the structure of the load control apparatus 1J which concerns on 3rd Embodiment shown in FIG. 37, it is not limited to this, For example, the load control apparatus which concerns on 1st Example shown in FIG. 1H or the load control device 1I according to the second embodiment shown in FIG. 35.

도 40은 스위치 소자(11a)의 구성을 나타내는 평면도이며, 도 41은 도 40의 A-A선을 잘라 본 단면도이다. 도 41에 도시하는 바와 같이, 스위치 소자(11a)의 기판(120)은, 도체층(120a)과, 도체층(120a) 위에 적층된 GaN층(120b) 및 AlGaN층(120c)으로 구성되어 있다. 이 스위치 소자(11a)에서는 채널층으로서 AlGaN/GaN 헤테로 계면에 발생하는 2차원 전자 가스층을 이용하고 있다. 도 40에 도시하는 바와 같이, 기판(120)의 표면(120d)에는, 전원(2) 및 부하(3)에 대하여 각각 직렬로 접속된 제 1 전극(D1) 및 제 2 전극(D2)과, 제 1 전극(D1)의 전위 및 제 2 전극(D2)의 전위에 대하여 중간 전위가 되는 중간 전위부(S)가 형성되어 있다. 또한, 중간 전위부(S) 위에는, 제어 전극(게이트)(G)이 적층 형성되어 있다. 제어 전극(G)으로서, 예를 들면, 쇼트키 전극을 이용한다. 제 1 전극(D1) 및 제 2 전극(D2)은 각각 서로 평행하게 배열된 복수의 전극부(111, 112, 113, ···) 및 전극부(121, 122, 123, ···)를 가지는 빗살모양이며, 빗살모양으로 배열된 전극부끼리가 서로 대향하도록 배치되어 있다. 중간 전위부(S) 및 제어 전극(G)은, 빗살모양으로 배열된 전극부(111, 112, 113, ···) 및 전극부(121, 122, 123, ···)의 사이에 각각 배치되어 있으며, 전극부의 사이에 형성되는 공간의 평면형상이 서로 닮은 형상(거의 물고기 등뼈 형상)을 가지고 있다. FIG. 40 is a plan view showing the configuration of the switch element 11a, and FIG. 41 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. As shown in FIG. 41, the board | substrate 120 of the switch element 11a is comprised from the conductor layer 120a, the GaN layer 120b laminated | stacked on the conductor layer 120a, and the AlGaN layer 120c. . In this switch element 11a, a two-dimensional electron gas layer generated at an AlGaN / GaN hetero interface is used as the channel layer. As shown in FIG. 40, the surface 120d of the board | substrate 120 has the 1st electrode D1 and the 2nd electrode D2 connected in series with respect to the power supply 2 and the load 3, respectively, The intermediate potential portion S, which becomes an intermediate potential with respect to the potential of the first electrode D1 and the potential of the second electrode D2, is formed. Further, on the intermediate potential portion S, control electrodes (gates) G are laminated. As the control electrode G, for example, a Schottky electrode is used. The first electrode D1 and the second electrode D2 each comprise a plurality of electrode portions 111, 112, 113,..., And electrode portions 121, 122, 123, ... arranged in parallel with each other. The branches are comb-shaped, and the electrode parts arranged in a comb-tooth shape are arranged to face each other. The intermediate potential portion S and the control electrode G are respectively disposed between the electrode portions 111, 112, 113, ... and the electrode portions 121, 122, 123, ... arranged in the shape of combs. It is arrange | positioned and has the shape (near fish spine shape) similar to each other in planar shape of the space formed between electrode parts.

다음으로, 스위치 소자(11a)를 구성하는 횡형의 트랜지스터 구조에 대해서 설명한다. 도 40에 도시하는 바와 같이, 제 1 전극(D1)의 전극부(111)과 제 2 전극(D2)의 전극부(121)는 그들의 폭 방향에서의 중심선이 동일선상에 위치하도록 배열되며, 중간 전위부(S)의 대응 부분 및 제어 전극(G)의 대응 부분은, 각각 제 1 전극(D1)의 전극부(111) 및 제 2 전극(D2)의 전극부(121)의 배열에 대하여 평행하게 마련되어 있다. 상기 폭 방향에서의 제 1 전극(D1)의 전극부(111)와 제 2 전극(D2)의 전극부(121)와 중간 전위부(S)의 대응 부분 및 제어 전극(G)의 대응 부분의 거리는, 소정의 내전압을 유지할 수 있는 거리로 설정되어 있다. 상기 폭 방향으로 직교하는 방향, 즉, 제 1 전극(D1)의 전극부(111)와 제 2 전극(D2)의 전극부(121)의 길이 방향에 있어서도 마찬가지이다. 또한, 이들의 관계는, 그 밖의 전극부(112) 및 (122), (113) 및 (123), ···에 대해서도 마찬가지이다. 즉, 중간 전위부(S) 및 제어 전극(G)은, 제 1 전극(D1) 및 제 2 전극(D2)에 대하여 소정의 내전압을 유지할 수 있는 위치에 배치되어 있다. Next, a horizontal transistor structure constituting the switch element 11a will be described. As shown in FIG. 40, the electrode part 111 of the 1st electrode D1 and the electrode part 121 of the 2nd electrode D2 are arrange | positioned so that the center line in the width direction may be located on the same line, and the intermediate | middle The corresponding portion of the potential portion S and the corresponding portion of the control electrode G are parallel to the arrangement of the electrode portion 111 of the first electrode D1 and the electrode portion 121 of the second electrode D2, respectively. It is prepared. Corresponding portions of the electrode portion 111 of the first electrode D1 and the electrode portion 121 of the second electrode D2 and the intermediate potential portion S in the width direction, and the corresponding portion of the control electrode G. The distance is set to a distance capable of maintaining a predetermined withstand voltage. The same applies to the direction orthogonal to the width direction, that is, the longitudinal direction of the electrode portion 111 of the first electrode D1 and the electrode portion 121 of the second electrode D2. In addition, these relationships are the same also about the other electrode parts 112 and 122, 113 and 123, and ... That is, the intermediate potential part S and the control electrode G are arrange | positioned in the position which can maintain predetermined | prescribed withstand voltage with respect to the 1st electrode D1 and the 2nd electrode D2.

이와 같이, 제 1 전극(D1)의 전위 및 제 2 전극(D2)의 전위에 대하여 중간 전위가 되는 중간 전위부(S)와, 이 중간 전위부(S)에 접속되고 중간 전위부(S)에 대하여 제어를 실행하기 위한 제어 전극(G)이, 제 1 전극(D1) 및 제 2 전극(D2)에 대하여 소정의 내전압을 유지할 수 있는 위치에 배치되어 있으므로, 예를 들면, 제 1 전극(D1)이 고전위측이고, 제 2 전극(D2)이 저전위측일 경우에, 쌍방향 스위치 소자(11a)가 오프일 때, 즉, 제어 전극(G)에 0V의 신호가 인가되었을 때에는, 적어도 제 1 전극(D1)과, 제어 전극(G) 및 중간 전위부(S)의 사이에서 전류는 확실하게 차단된다(제어 전극(게이트)(G)의 바로 아래에서 전류가 저지된다). 한편, 쌍방향 스위치 소자(11a)가 온일 때, 즉, 제어 전극(G)에 소정의 임계값 이상의 전압의 신호가 인가되었을 때에는, 도 40에서 화살표로 도시하는 바와 같이, 제 1 전극(D1)(전극부(111, 112, 113, ···)), 중간 전위부(S), 제 2 전극(D2)(전극부(121, 122, 123, ···))의 경로로 전류가 흐른다. 역의 경우도 마찬가지이다. Thus, the intermediate potential part S which becomes an intermediate potential with respect to the potential of the 1st electrode D1, and the potential of the 2nd electrode D2, and this intermediate potential part S connected to this intermediate potential part S Since the control electrode G for performing control with respect to the 1st electrode D1 and the 2nd electrode D2 is arrange | positioned in the position which can maintain predetermined | prescribed withstand voltage, for example, the 1st electrode ( When D1) is at the high potential side and the second electrode D2 is at the low potential side, when the bidirectional switch element 11a is off, that is, when a signal of 0 V is applied to the control electrode G, at least the first The current is reliably cut off between the electrode D1, the control electrode G, and the intermediate potential portion S (the current is blocked just below the control electrode (gate) G). On the other hand, when the bidirectional switch element 11a is on, that is, when a signal having a voltage equal to or greater than a predetermined threshold is applied to the control electrode G, the first electrode D1 ( Current flows through the paths of the electrode portions 111, 112, 113, ..., the intermediate potential portion S, and the second electrode D2 (the electrode portions 121, 122, 123, ...). The reverse is also true.

이와 같이, 제 1 전극(D1) 및 제 2 전극(D2)에 대하여 소정의 내전압을 유지할 수 있는 위치에 중간 전위부(S)를 형성하는 것에 의해, 제어 전극(G)에 인가하는 신호의 임계값 전압을 필요 최저한의 레벨까지 저하시켜도, 스위치 소자(11a)를 확실하게 온/오프시킬 수 있고, 저 온저항을 실현할 수 있다. 그리고, 이 스위치 소자(11a)를 이용하여 주개폐부(11)를 구성하는 것에 의해, 제어 신호에 기준(GND)을 중간 전위부(S)와 동전위로 함으로써, 수 V의 제어 신호로 구동되는 제어부(13)에 의해, 고 전압의 상용 전원을 직접 제어할 수 있다. 또한, 상기 제 3 실시예의 경우와 비교하면, 정류부(12)의 다이오드에 의한 전압 강하의 영향을 받지 않으므로, 주개폐부(11)의 도통(닫힌 상태)/비도통(열린 상태)을 전환하는 임계값 전압을 낮게 해도, 확실하게 비도통(열린 상태)을 유지할 수 있다. 또한, 채널층으로서 헤테로 계면에 발생하는 2차원 전자 가스층을 이용하고 있는 횡형의 트랜지스터 소자에 있어서는, 소자를 비도통시키는 임계값 전압의 고 전위화와 도통시의 온저항은 상반 관계에 있기 때문에, 임계값 전압을 낮게 할 수 있는 것은, 온저항을 낮게 유지할 수 있는 것으로 이어지고, 부하 제어 장치의 소형 고용량화를 실현할 수 있다. In this way, by forming the intermediate potential portion S at a position capable of maintaining a predetermined withstand voltage with respect to the first electrode D1 and the second electrode D2, the threshold of the signal applied to the control electrode G is reduced. Even if the value voltage is lowered to the required minimum level, the switch element 11a can be turned on and off reliably, and low on-resistance can be realized. And the control part driven by the control signal of several V by forming the main opening-closing part 11 using this switch element 11a, making reference GND the coincidence with the intermediate | middle potential part S to a control signal. By (13), the commercial power supply of a high voltage can be controlled directly. In addition, compared with the case of the third embodiment, since the voltage drop caused by the diode of the rectifier 12 is not affected, the threshold for switching the conduction (closed state) / non-conduction (open state) of the main opening / closing portion 11. Even if the value voltage is lowered, non-conduction (open state) can be maintained reliably. In the lateral transistor element using the two-dimensional electron gas layer generated at the hetero interface as the channel layer, since the high potential of the threshold voltage for non-conducting the element and the on-resistance during conduction are in a reverse relationship, The lower the threshold voltage leads to the lower on-resistance, and the smaller and higher capacity of the load control device can be realized.

(제 6 실시 형태) (Sixth Embodiment)

다음으로, 본 발명의 제 6 실시 형태에 따른 부하 제어 장치에 대해서 설명한다. 도 42는 제 6 실시 형태에 따른 부하 제어 장치(1L)의 구성을 나타내는 회로도이다. 제 6 실시 형태에 따른 부하 제어 장치(1L)는 기본적으로 상기 제 5 실시 형태에 따른 부하 제어 장치(1H∼1K)와 마찬가지이지만, 제 3 전원부(16)에 제로크로스 검출부(23)를 구비하고 제어부(13)에 제 3 펄스 출력부(24)를 각각 구비하고 있는 점 등이 다르다. 또, 도 42는 도 35에 나타내는 제 2 실시예에 따른 부하 제어 장치(1I)의 구성에 준하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 도 33에 나타내는 제 1 실시예에 따른 부하 제어 장치(1H), 도 37에 나타내는 제 3 실시예에 따른 부하 제어 장치(1J) 또는 도 39에 나타내는 제 4 실시예에 따른 부하 제어 장치(1K)와 같이 구성되어 있어도 좋다. Next, a load control device according to a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 42 is a circuit diagram showing a configuration of a load control device 1L according to a sixth embodiment. The load control device 1L according to the sixth embodiment is basically the same as the load control devices 1H to 1K according to the fifth embodiment, but the third power supply unit 16 includes a zero cross detection unit 23. The control part 13 is provided with the 3rd pulse output part 24, respectively, etc. are different. In addition, although FIG. 42 conforms to the structure of the load control apparatus 1I which concerns on 2nd Example shown in FIG. 35, it is not limited to this, For example, the load control apparatus which concerns on 1st Example shown in FIG. 1H, the load control device 1J according to the third embodiment shown in FIG. 37 or the load control device 1K according to the fourth embodiment shown in FIG. 39 may be configured.

제로크로스 검출부(23)는 부하 전류의 제로크로스 점을 검출하고, 그 취지의 제로크로스 검출 신호를 제 3 펄스 출력부(24)에 출력한다. 제 3 펄스 출력부(24)는 제로크로스 검출부(23)로부터 상기 제로크로스 검출 신호의 입력을 받으면 제 3 펄스를 출력한다. 제 3 펄스는 제로크로스 검출부(23)로부터 제로크로스 검출 신호를 받고 상승하고, 제 3 소정 시간 경과 후 하강한다. 제 3 소정 시간은 부하 전류의 반주기 미만이 되도록 설정되어 있다. The zero cross detection unit 23 detects a zero cross point of the load current, and outputs a zero cross detection signal to the third pulse output unit 24. The third pulse output unit 24 outputs a third pulse when the zero cross detection signal is input from the zero cross detection unit 23. The third pulse receives the zero cross detection signal from the zero cross detection unit 23, rises, and falls after the third predetermined time elapses. The third predetermined time is set to be less than half the period of the load current.

제 1 펄스 출력부(19)로부터 출력되는 제 1 펄스 및 제 3 펄스 출력부(24)로부터 출력되는 제 3 펄스는 제어부(13)에 입력된다. 제어부(13)는 AND회로(25a)를 가지며, 제 1 펄스 및 제 3 펄스의 논리곱을 취하고, OR회로(25b)를 거쳐서 주개폐부(11)에 출력한다. OR회로(25b)는 제어부(13)의 AND회로(25a)의 후단에 마련되어 있다. OR회로(25b)는 상술한 AND회로(25a)로부터의 출력 신호 또는 전류 검출부(22)로부터의 출력 신호 중 어느 입력을 받았을 때, 주개폐부(11)를 단시간동안 도통시켜서 보조 개폐부(17)를 보호한다. The first pulse output from the first pulse output unit 19 and the third pulse output from the third pulse output unit 24 are input to the control unit 13. The control unit 13 has an AND circuit 25a, takes the logical product of the first pulse and the third pulse, and outputs the result to the main switch 11 through the OR circuit 25b. The OR circuit 25b is provided after the AND circuit 25a of the control unit 13. When the OR circuit 25b receives either the output signal from the AND circuit 25a or the output signal from the current detector 22 described above, the OR circuit 25b conducts the main switch 11 in a short time to open the auxiliary switch 17. Protect.

상술한 바와 같이, 주개폐부(11)는 제 1 펄스가 상승하고 있는 제 1 소정 시간과 제 3 펄스가 상승하고 있는 제 3 소정 시간이 중복하고 있는 시간동안 닫힌다. 제 3 펄스는 제로크로스 검출부(23)가 제로크로스 점을 검출한 타이밍에서 상승하고, 부하 전류의 반주기보다도 짧은 제 3 소정 기간 후에 하강하기 때문에, 버퍼 콘덴서(25)의 충전 완료를 검출하는 타이밍, 즉, 제 1 소정 시간이 시작하는 타이밍이 뒤에 어긋나도, 전원 주파수의 제로크로스 점을 넘어서 주개폐부(11)를 닫힌 상태로 하는 일은 없어진다. 이에 따라, 확실하게 반주기마다 충전을 실행할 수 있고, 동작의 안정이 도모된다.As described above, the main opening and closing portion 11 is closed for a time when the first predetermined time at which the first pulse is rising and the third predetermined time at which the third pulse is rising overlap. Since the third pulse rises at the timing at which the zero cross detection unit 23 detects the zero cross point, and falls after a third predetermined period shorter than the half cycle of the load current, the timing at which the charging completion of the buffer capacitor 25 is detected, In other words, even if the timing at which the first predetermined time starts shifts later, the main opening / closing portion 11 is not closed beyond the zero cross point of the power supply frequency. As a result, charging can be performed reliably every half cycle, and operation can be stabilized.

Claims (22)

교류 전원과 부하의 사이에 직렬로 접속되는 2선식의 부하 제어 장치로서,
교류 전원 및 부하에 대하여 직렬로 접속되며, 각각 접속점에 대하여 제어 전압이 인가되는 게이트를 1개씩 가지고, 내전압부를 1개소로 하는 횡형의 듀얼 게이트 트랜지스터 구조의 주스위치 소자를 가지고, 부하에 대하여 교류 전원의 공급을 제어하는 주개폐부와,
사이리스터 구조의 보조 스위치 소자를 가지며, 상기 주개폐부가 비도통일 때에, 부하에 대하여 교류 전원의 공급을 제어하는 보조 개폐부와,
상기 주개폐부 및 상기 보조 개폐부의 개폐를 제어하는 제어부와,
상기 주개폐부의 양단으로부터 정류부를 거쳐서 전력 공급되며, 상기 제어부에 전압을 공급하는 제 1 전원부와,
상기 주개폐부의 양단으로부터 정류부를 거쳐서 전력 공급되고, 부하로의 전력 공급을 정지하고 있을 때에, 상기 제 1 전원부에의 전원을 공급하는 제 2 전원부와,
상기 주개폐부를 구동하는 구동 회로와,
상기 주개폐부 또는 상기 보조 개폐부가 닫힌 상태에서, 부하로의 전력 공급을 실행하고 있을 때에, 상기 제 1 전원부에의 전원을 공급하는 제 3 전원부와,
상기 제 3 전원부에 입력되는 전압을 검출하는 전압 검출부
를 구비하고,
상기 제어부는, 부하에 전력을 공급하고 있을 때에, 상기 전압 검출부가 상기 제 3 전원부에 입력되는 전압이 소정의 임계값에 도달한 것을 검출하면, 상기 주개폐부를 제 1 소정 시간 도통시키고, 또한, 상기 주개폐부가 비도통일 때에 상기 보조 개폐부를 제 2 소정 시간 도통시키는 것을 특징으로 하는 부하 제어 장치.
A two-wire load control device connected in series between an AC power supply and a load,
It has one gate connected in series to the AC power supply and the load, each having a gate to which a control voltage is applied to the connection point, and a main switch element of a horizontal dual gate transistor structure having one withstand voltage section. Main opening and closing to control the supply of
An auxiliary switch element having a thyristor structure auxiliary switch element for controlling supply of AC power to a load when the main switch is non-conductive;
A control unit for controlling opening and closing of the main opening and closing unit and the auxiliary opening and closing unit;
A first power supply unit configured to supply power from both ends of the main opening and closing unit via a rectifying unit, and supply a voltage to the control unit;
A second power supply unit for supplying power to the first power supply unit when the electric power is supplied from both ends of the main opening / closing unit via the rectifying unit and the power supply to the load is stopped;
A driving circuit for driving the main opening and closing portion,
A third power supply unit supplying power to the first power supply unit when power is supplied to the load in the state where the main opening and closing unit or the auxiliary opening and closing unit is closed;
A voltage detector detecting a voltage input to the third power supply
And,
When the voltage detection unit detects that the voltage input to the third power supply unit reaches a predetermined threshold value while the power is being supplied to the load, the control unit conducts the main opening / closing unit for a first predetermined time period. And the auxiliary opening and closing portion is turned on for a second predetermined time when the main opening and closing portion is non-conductive.
제 1 항에 있어서,
상기 구동 회로는, 상기 제어부로부터의 구동 신호에 따라 상기 교류 전원 및 상기 부하에 각각 접속되는 점의 전위를 기준으로 하여, 상기 제어부와는 전기적으로 절연된 전력을, 상기 주스위치 소자의 게이트부에 공급하여, 상기 주스위치 소자를 구동하는 부하 제어 장치.
The method of claim 1,
The drive circuit supplies power electrically insulated from the control unit to a gate portion of the main switch element based on a potential of a point connected to the AC power source and the load, respectively, in response to a drive signal from the control unit. And a load control device for driving the main switch element.
제 2 항에 있어서,
상기 구동 회로는, 상기 주스위치 소자의 듀얼 게이트에 대응해서 2개 마련되고, 발광부 및 수광부를 가지는 광절연 반도체 스위치 소자로 구성되며,
상기 발광부는 상기 제어부에 접속되어서 구동 신호가 입력되며,
상기 수광부는, 상기 발광부에서 출력된 광이 입사하면 광전 변환을 실행하고,
상기 수광부에서 발전된 전력이, 상기 교류 전원 및 상기 부하가 접속되는 점을 각각 기준으로서, 상기 주스위치 소자의 게이트 단자에 정의 전위가 인가되도록 접속되어 있는
부하 제어 장치.
3. The method of claim 2,
Two driving circuits are provided corresponding to the dual gates of the main switch element, and are composed of an optically insulating semiconductor switch element having a light emitting portion and a light receiving portion.
The light emitting unit is connected to the control unit to receive a driving signal,
The light receiving unit performs photoelectric conversion when light output from the light emitting unit is incident,
The electric power generated by the light receiving unit is connected so that a positive potential is applied to a gate terminal of the main switch element on the basis that the AC power source and the load are connected respectively.
Load control device.
제 1 항에 있어서,
상기 구동 회로는, 상기 주스위치 소자의 듀얼 게이트에 대응해서 2개 마련되고, 제 1 전원부에 접속된 다이오드와, 한쪽 단부가 각각의 전력선에 접속되고 다른쪽 단부가 상기 다이오드에 접속된 콘덴서와, 상기 다이오드와 상기 콘덴서의 접속점과 상기 주개폐부의 주스위치 소자의 각 게이트 단자와의 사이에 접속된 구동 스위치 소자를 포함하며,
상기 구동 스위치 소자를 상기 제어부로부터의 신호에 의해 도통시키는 것으로, 상기 주개폐부에 구동 전력을 공급하는
부하 제어 장치.
The method of claim 1,
Two driving circuits corresponding to dual gates of the main switch element, a diode connected to a first power supply unit, a capacitor connected at one end to each power line, and connected at the other end to the diode; A drive switch element connected between a connection point of the diode and the capacitor and each gate terminal of the main switch element of the main opening and closing portion,
The drive switch element is conducted by a signal from the control unit to supply driving power to the main switch unit.
Load control device.
제 4 항에 있어서,
상기 구동 회로에 있어서의 구동 스위치 소자는, 상기 제어부로부터 구동 신호에 의해 광을 출력하는 발광부와, 상기 발광부로부터 출력된 광을 수광해서 도통하는 수광부를 갖는 광절연 반도체 스위치 소자이며,
상기 수광부가 도통함으로써, 상기 제 1 전원부의 전력을 이용해서 상기 주개폐부에 구동 전력을 공급하는
부하 제어 장치.
The method of claim 4, wherein
The drive switch element in the said drive circuit is an optically insulated semiconductor switch element which has a light emitting part which outputs light by a drive signal from the said control part, and a light receiving part which receives and conducts the light output from the said light emitting part,
The light-receiving unit conducts to supply driving power to the main switch unit by using the electric power of the first power supply unit.
Load control device.
제 3 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 구동 회로에 있어서의 2개의 상기 광절연 반도체 스위치 소자의 발광부가 직렬로 접속되어 있는 부하 제어 장치.
The method according to claim 3 or 5,
A load control device in which light emitting portions of two optically insulated semiconductor switch elements in the drive circuit are connected in series.
제 2 항에 있어서,
상기 구동 회로는, 상기 제어부에 접속된 1차측 코일과, 상기 주스위치 소자의 듀얼 게이트에 대응해서 2개 마련되고 정류 회로를 거쳐서 상기 주스위치 소자의 게이트 전극에 접속된 2개의 2차측 코일을 가지는 트랜스를 구비하며,
상기 제어부로부터의 구동 신호에 따라 상기 1차측 코일에 교류 전류가 흘렀을 때에, 상기 2차측 코일에 발생한 기전력을 정류한 전력에 의해, 상기 교류 전원 및 상기 부하가 접속되는 점을 각각 기준으로 해서, 상기 주스위치 소자의 게이트 단자에 정의 전위가 인가되는
부하 제어 장치.
3. The method of claim 2,
The drive circuit has two primary side coils connected to the control unit and two secondary side coils provided corresponding to the dual gates of the main switch element and connected to the gate electrode of the main switch element via a rectifying circuit. With trance,
When the AC current flows in the primary coil in response to a drive signal from the controller, the AC power source and the load are connected to each other by the power rectified by the electromotive force generated in the secondary coil. The positive potential is applied to the gate terminal of the main switch element.
Load control device.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 구동 회로는, 상기 주스위치 소자의 게이트 단자와 상기 구동 스위치 소자가 접속되는 접속점과, 상기 게이트 전극의 기준이 되는 전력선과의 사이에 접속된 콘덴서를 더 구비하는 부하 제어 장치.
The method according to claim 4 or 5,
The drive circuit further includes a capacitor connected between a gate terminal of the main switch element, a connection point to which the drive switch element is connected, and a power line serving as a reference of the gate electrode.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 정류부의 교류 라인이 접속되는 점과, 그 마이너스 출력점과의 사이에 접속된 동기 스위치 소자를 가지며,
상기 주개폐부가 도통으로 되는 동작에 동기하여, 상기 동기 스위치 소자가 도통으로 되는 동작을 실행하는
부하 제어 장치.
The method according to claim 4 or 5,
It has a synchronous switch element connected between the point where the AC line of the said rectification part is connected, and its negative output point,
In synchronism with the operation in which the main opening and closing portion becomes conductive, the operation in which the synchronous switch element becomes conductive is performed.
Load control device.
제 9 항에 있어서,
상기 구동 스위치 소자는 사이리스터 또는 트라이액 구조를 가지며,
상기 구동 스위치 소자는, 상기 부하 제어 장치내의 상기 제 1~제 3 전원부 중 적어도 하나의 전원부와는 절연된 신호로 구동되는
부하 제어 장치.
The method of claim 9,
The drive switch element has a thyristor or triac structure,
The driving switch element is driven by a signal insulated from at least one power supply unit among the first to third power supply units in the load control device.
Load control device.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 3 전원부는, 상기 제 3 전원부에 입력되는 전압이 소정의 임계값에 도달한 것을 검출하여 신호를 제어부에 출력하는 전압 검출부와, 상기 제 3 전원부에 입력되는 전압의 제로크로스를 검출하여 신호를 제어부에 출력하는 전압 제로크로스 검출부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 전압 검출부로부터 신호가 입력되면 상기 주개폐부를 제 1 소정 시간 도통시키기 위한 펄스 신호를 출력하는 제 1 펄스 신호 출력부와, 상기 전압 제로크로스 검출부로부터 신호가 입력되면 제 3 소정 시간동안 펄스 신호를 출력하는 제 2 펄스 신호 출력부를 더 구비하고,
상기 전압 검출부로부터의 신호와 전압 제로크로스 검출부로부터의 신호가 모두 발생하고 있는 기간동안, 상기 주개폐부가 도통으로 되도록 구동 신호를 출력하는
부하 제어 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The third power supply unit detects that the voltage input to the third power supply unit reaches a predetermined threshold value and outputs a signal to the controller, and detects a zero cross of the voltage input to the third power supply unit. It includes a voltage zero cross detector for outputting to the control unit,
The control unit,
A first pulse signal output unit for outputting a pulse signal for conducting the main opening and closing unit for a first predetermined time when a signal is input from the voltage detector; and a pulse signal for a third predetermined time when a signal is input from the voltage zero cross detection unit. Further comprising a second pulse signal output unit for outputting,
Outputting a drive signal such that the main opening and closing portion becomes conductive during a period in which both the signal from the voltage detector and the signal from the voltage zero cross detector are generated;
Load control device.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제어부는 리모트 컨트롤 신호로 동작되는 부하 제어 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The control unit is a load control device operated by a remote control signal.
제 12 항에 있어서,
상기 제 1 전원부에 접속되며, 상기 리모트 컨트롤 신호를 정류하는 제 4 전원부를 더 포함하고,
상기 리모트 컨트롤 신호가 전송되어 왔을 때에, 상기 리모트 컨트롤 신호의 전력을, 상기 제 4 전원부를 경유해서 상기 제 1 전원부에 공급하고, 상기 제어부를 기동하고, 또한, 상기 제어부가 상기 리모트 컨트롤 신호에 포함되는 자기의 어드레스를 인식했을 때에, 상기 제 3 전원부를 동작시키고, 상기 주개폐부를 구동해서 부하에 전력을 공급하는 동작을 실행하는
부하 제어 장치.
13. The method of claim 12,
A fourth power supply unit connected to the first power supply unit and rectifying the remote control signal;
When the remote control signal has been transmitted, power of the remote control signal is supplied to the first power supply unit via the fourth power supply unit, the control unit is activated, and the control unit is included in the remote control signal. When the address of the self is recognized, the third power supply unit is operated, and the main switch unit is driven to supply power to the load.
Load control device.
트랜지스터 구조의 스위치 소자를 가지며, 부하에 대하여 교류 전원의 공급을 제어하는 주개폐부와,
사이리스터 구조의 스위치 소자를 가지고, 상기 주개폐부가 비도통일 때에, 부하에 대하여 교류 전원의 공급을 제어하는 보조 개폐부와,
상기 주개폐부 및 상기 보조 개폐부의 개폐를 제어하는 제어부와,
상기 주개폐부의 양단으로부터 정류부를 거쳐서 전력 공급되고, 상기 제어부에 전압을 공급하는 제 1 전원부와,
상기 주개폐부의 양단으로부터 정류부를 거쳐서 전력 공급되며, 부하에의 전력 공급을 정지하고 있을 때에, 상기 제 1 전원부에 전원을 공급하는 제 2 전원부와,
상기 주개폐부 또는 상기 보조 개폐부가 닫힌 상태에서, 부하에 전력 공급을 실행하고 있을 때에, 상기 제 1 전원부에 전원을 공급하는 제 3 전원부
를 구비하고,
상기 제 3 전원부는, 입력되는 전압을 검출하는 전압 검출부와, 부하 전류의 제로크로스 점을 검출하는 제로크로스 검출부를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 부하에 전력을 공급하고 있을 때에, 상기 전압 검출부가 상기 제 3 전원부에 입력되는 전압이 소정의 임계값에 도달했을 때부터 계수되는 제 1 소정 시간과, 상기 제로크로스 검출부가 부하 전류의 제로크로스 점을 검출하고 나서 계수되는 부하 전류의 반주기 미만의 제 3 소정 시간이 중복하고 있는 시간동안, 상기 주개폐부를 도통시키는
부하 제어 장치.
A main switch unit having a switch element having a transistor structure and controlling a supply of AC power to a load;
An auxiliary switchgear having a thyristor structure switch element and controlling the supply of AC power to the load when the main switch is non-conductive;
A control unit for controlling opening and closing of the main opening and closing unit and the auxiliary opening and closing unit;
A first power supply unit which is supplied with power from both ends of the main opening and closing unit via a rectifying unit, and supplies a voltage to the control unit;
A second power supply unit configured to supply power from both ends of the main opening and closing unit via a rectifying unit to supply power to the first power supply unit when the supply of power to the load is stopped;
A third power supply unit supplying power to the first power supply unit when power is supplied to the load in the state where the main opening and closing unit or the auxiliary opening and closing unit is closed;
And,
The third power supply unit includes a voltage detector for detecting an input voltage, and a zero cross detector for detecting a zero cross point of a load current.
The control unit is configured to perform a first predetermined time counted from when the voltage inputted to the third power supply unit reaches a predetermined threshold value when the power is supplied to the load, and the zero cross detection section loads the load. The main opening and closing portion is turned on for a time when the third predetermined time less than half the period of the load current counted after detecting the zero cross point of the current overlaps.
Load control device.
제 14 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 주개폐부가 비도통일 때에 상기 보조 개폐부를 제 2 소정 시간 도통시키는 부하 제어 장치.
15. The method of claim 14,
And the control unit causes the auxiliary opening and closing portion to conduct for a second predetermined time when the main opening and closing portion is non-conductive.
제 15 항에 있어서,
상기 보조 개폐부에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부를 더 구비하고,
상기 제어부는, 소정의 임계값 이상의 전류가 상기 보조 개폐부에 흐르면, 일단 상기 주개폐부를 도통 상태로 하고, 그 후, 상기 주개폐부가 비도통이 될 때에, 상기 보조 개폐부를 도통시키는
부하 제어 장치.
The method of claim 15,
And a current detector for detecting a current flowing in the auxiliary switch unit,
The control part causes the main switchgear to be in a conductive state once the current of a predetermined threshold value or more flows into the auxiliary switchgear, and then conducts the auxiliary switchgear when the main switchgear becomes non-conductive.
Load control device.
트랜지스터 구조의 스위치 소자를 가지고, 부하에 대하여 교류 전원의 공급을 제어하는 주개폐부와,
사이리스터 구조의 스위치 소자를 가지며, 상기 주개폐부가 비도통일 때에, 부하에 대하여 교류 전원의 공급을 제어하는 보조 개폐부와,
상기 주개폐부 및 상기 보조 개폐부의 개폐를 제어하는 제어부와,
상기 주개폐부의 양단으로부터 정류부를 거쳐서 전력 공급되며, 상기 제어부에 전압을 공급하는 제 1 전원부와,
상기 주개폐부 또는 상기 보조 개폐부가 닫힌 상태에서, 부하에의 전력 공급을 실행하고 있을 때에, 상기 제 1 전원부에 전원을 공급하는 제 3 전원부와,
외부로부터 전송되어 오는 제어 신호를 수신하는 수신부와,
상기 수신부에 의해 수신된 제어 신호를 정류하여, 상기 제 1 전원부에 전력을 공급하는 독립 전원부
를 구비하는 부하 제어 장치.
A main switchgear having a switch element having a transistor structure and controlling supply of AC power to a load;
An auxiliary opening and closing portion having a thyristor structure switch element and controlling the supply of AC power to the load when the main opening and closing portion is non-conductive;
A control unit for controlling opening and closing of the main opening and closing unit and the auxiliary opening and closing unit;
A first power supply unit configured to supply power from both ends of the main opening and closing unit via a rectifying unit, and supply a voltage to the control unit;
A third power supply unit supplying power to the first power supply unit when the power supply to the load is being performed in the state where the main opening and closing unit or the auxiliary opening and closing unit is closed;
A receiver which receives a control signal transmitted from the outside,
An independent power supply unit rectifying the control signal received by the receiving unit to supply power to the first power supply unit
Load control device having a.
제 17 항에 있어서,
상기 제 3 전원부에 입력되는 전압을 검출하는 전압 검출부를 더 구비하고,
상기 제어부는, 부하에 전력을 공급하고 있을 때에, 상기 전압 검출부가 상기 제 3 전원부에 입력되는 전압이 소정의 임계값에 도달한 것을 검출하면, 상기 주개폐부를 제 1 소정 시간 도통시키고, 또한, 상기 주개폐부가 비도통일 때에 상기 보조 개폐부를 제 2 소정 시간 도통시키는
부하 제어 장치.
The method of claim 17,
And a voltage detector configured to detect a voltage input to the third power supply unit.
When the voltage detection unit detects that the voltage input to the third power supply unit reaches a predetermined threshold value while the power is being supplied to the load, the control unit conducts the main opening / closing unit for a first predetermined time period. The auxiliary opening and closing portion is turned on for a second predetermined time when the main opening and closing portion is non-conductive.
Load control device.
제 18 항에 있어서,
상기 보조 개폐부에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부를 더 구비하고,
상기 제어부는, 소정의 임계값 이상의 전류가 상기 보조 개폐부에 흐르면, 일단 상기 주개폐부를 도통 상태로 하고, 그 후, 상기 주개폐부가 비도통이 될 때에, 상기 보조 개폐부를 도통시키는
부하 제어 장치.
The method of claim 18,
And a current detector for detecting a current flowing in the auxiliary switch unit,
The control part causes the main switchgear to be in a conductive state once the current of a predetermined threshold value or more flows into the auxiliary switchgear, and then conducts the auxiliary switchgear when the main switchgear becomes non-conductive.
Load control device.
제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주개폐부의 스위치 소자는, 쌍방향 제어 가능한 횡형 트랜지스터 소자를 포함하고,
상기 횡형 트랜지스터 소자는, 교류 전원 및 부하에 각각 접속되는 2개의 전극과, 상기 2개의 전극의 중간 전위부에 배치된 제어 전극을 가지는
부하 제어 장치.
20. The method according to any one of claims 17 to 19,
The switch element of the main opening and closing portion includes a horizontal transistor element capable of bidirectional control,
The horizontal transistor element includes two electrodes connected to an AC power supply and a load, respectively, and a control electrode disposed at an intermediate potential portion of the two electrodes.
Load control device.
제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주개폐부의 스위치 소자는, 교류 전원 및 부하에 대하여 각각 직렬로 접속되고, 기판 표면상에 형성된 제 1 전극 및 제 2 전극과, 적어도 그 일부분이 상기 기판 표면상에 형성되고, 상기 제 1 전극의 전위 및 상기 제 2 전극의 전위에 대하여 중간 전위가 되는 중간 전위부와, 적어도 그 일부분이 상기 중간 전위부 상에 접속되고, 상기 중간 전위부에 대하여 제어를 실행하기 위한 제어 전극을 구비하는 횡형의 트랜지스터 구조를 가지며,
상기 중간 전위부 및 상기 제어 전극이, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 대하여 소정의 내전압을 유지할 수 있는 위치에 배치되어 있는
부하 제어 장치.
20. The method according to any one of claims 17 to 19,
The switch elements of the main opening and closing portion are connected in series with respect to an AC power supply and a load, respectively, and include a first electrode and a second electrode formed on the substrate surface, and at least a portion thereof is formed on the substrate surface, and the first electrode The horizontal type which has an intermediate potential part which becomes an intermediate potential with respect to the potential of and the potential of the said 2nd electrode, and at least one part is connected on the said intermediate potential part, and a control electrode for performing control with respect to the said intermediate potential part. Has a transistor structure,
The intermediate potential portion and the control electrode are arranged at a position capable of maintaining a predetermined withstand voltage with respect to the first electrode and the second electrode.
Load control device.
제 18 항에 있어서,
부하 전류의 제로크로스 점을 검출하는 제로크로스 검출부를 더 구비하고,
상기 제어부는, 상기 제 1 소정 시간과, 상기 제로크로스 검출부가 부하 전류의 제로크로스 점을 검출하고 나서 계수되는 부하 전류의 반주기 미만의 제 3 소정 시간이 중복하고 있는 시간 동안, 상기 주개폐부를 도통시키는
부하 제어 장치.
The method of claim 18,
It further comprises a zero cross detector for detecting a zero cross point of the load current,
The control part conducts the main opening / closing part during the time when the first predetermined time and the third predetermined time less than a half cycle of the load current counted after the zero cross detector detects a zero cross point of the load current overlap. Letting
Load control device.
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