KR20050001478A - 전자스위치 - Google Patents

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KR20050001478A
KR20050001478A KR1020040048443A KR20040048443A KR20050001478A KR 20050001478 A KR20050001478 A KR 20050001478A KR 1020040048443 A KR1020040048443 A KR 1020040048443A KR 20040048443 A KR20040048443 A KR 20040048443A KR 20050001478 A KR20050001478 A KR 20050001478A
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무라타유키히로
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마츠시다 덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 한쌍의 단자부 사이에 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제하는 것을 과제로 한다.
한쌍의 단자부(14, 14)를 구비함과 아울러, 그들 사이에 일방향 온오프 제어구성의 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 역직렬로 접속하여 구비하고, 위상제어로 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 온, 오프하는 전자스위치에 대하여, 단자부(14, 14) 사이에 설치됨과 아울러 자기소호형 소자(Q21, Q22)와 직렬로 접속되는 션트저항(R51, R52)과, 구동시에 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 게이트에 인가되는 게이트전압을 빼내는 사이리스터(S71, S72)를 설치하였다. 그리고, 소정 전류보다 큰 과전류가 션트저항(R51, R52)에 흘렀을 때에 발생하는 그들 양단 전압으로 사이리스터(S71, S72)를 구동하도록 하였다.

Description

전자스위치{ELECTRONIC SWITCH}
본 발명은, 부하를 통하여 교류전원이 인가되는 한쌍의 단자부 사이에, 예를 들면 서로 역방향으로 직렬로 접속되는 한쌍의 자기소호형 소자를 구비하고, 이들 한쌍의 자기소호형 소자를 위상제어신호에 의해 온, 오프하는 전자스위치에 관한 것이다.
도 29는 종래의 전자스위치의 구성도이다. 도 29에 나타내는 전자스위치는, 교류전원(AC)과 부하(LD) 사이에 설치되고, 교류전원(AC)으로부터 부하(LD)로의 공급전력을 위상제어로 조정하는 것이며, 한쌍의 단자부(14, 14), 이들 사이에 접속되는 트라이액(T), 다이액(Dk) 및 위상제어각 조정용의 볼륨저항(VR) 등을 구비하고, 트라이액(T)을 위상제어로 온, 오프하도록 되어 있다. 또, 도 29에서는 콘덴서(Ca, Cb), 저항(Ra) 및 인덕터(La)에 의해 구성되는 노이즈필터가 설치되어 있다.
또, 특허문헌 1에는, 서로 역방향으로 직렬 접속된 스위치소자(IGBT)의 직렬회로와, 각각의 스위치소자의 드레인·소스간에 역병렬 접속된 2개의 다이오드와, 교류전원의 양단에 2개의 스위치소자의 직렬회로를 통하여 접속된 조명부하로 이루어지는 조명장치가 개시되어 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허공개 평7-296971호 공보
그러나, 상기 종래의 전자스위치에서는, 전류가 제로로 될 때까지 도통을 유지하는 트라이액이 사용되기 때문에, 과전류를 검출하여 트라이액의 구동신호를 정지로 전환하였다고 해도, 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 한쌍의 단자부 사이에 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제할 수 있는 전자스위치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 실시형태 1의 전자스위치의 일부를 나타내는 회로도이다.
도 2는 동 전자스위치의 분해사시도이다.
도 3은 동 전자스위치의 정면도(a), 우측면도(b) 및 하측면도(c)이다.
도 4는 3개 모듈치수의 전자스위치의 분해사시도이다.
도 5는 동 전자스위치의 정면도(a), 우측면도(b) 및 하측면도(c)이다.
도 6은 본 발명에 의한 실시형태 2의 전자스위치의 일부를 나타내는 회로도이다.
도 7은 본 발명에 의한 실시형태 3의 전자스위치의 일부를 나타내는 회로도이다.
도 8은 본 발명에 의한 실시형태 4의 전자스위치의 일부를 나타내는 회로도이다.
도 9는 동 전자스위치의 동작파형도이다.
도 10은 본 발명에 의한 실시형태 5의 전자스위치의 일부를 나타내는 회로도이다.
도 11은 본 발명에 의한 실시형태 6의 전자스위치의 회로도이다.
도 12는 동 전자스위치에 있어서의 볼륨저항의 저항치의 편차를 저감하기 위한 설명도이다.
도 13은 본 발명에 의한 실시형태 7의 전자스위치의 회로도이다.
도 14는 본 발명에 의한 실시형태 8의 전자스위치의 회로도이다.
도 15는 본 발명에 의한 실시형태 9의 전자스위치의 회로도이다.
도 16은 본 발명에 의한 실시형태 10의 전자스위치의 구성도이다.
도 17은 동 전자스위치의 정상시의 동작파형도이다.
도 18은 동 전자스위치의 과전류시의 동작파형도이다.
도 19는 본 발명에 의한 실시형태 11의 전자스위치의 구성도이다.
도 20은 본 발명에 의한 실시형태 12의 전자스위치의 구성도이다.
도 21은 본 발명에 의한 실시형태 13의 전자스위치의 구성도이다.
도 22는 동 전자스위치의 과전류시의 동작파형도이다.
도 23은 본 발명에 의한 실시형태 14의 전자스위치의 구성도이다.
도 24는 본 발명에 의한 실시형태 15의 전자스위치의 구성도이다.
도 25는 인덕턴스와 과전류 내량과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 26은 본 발명에 의한 실시형태 16의 전자스위치의 구성도이다.
도 27은 본 발명에 의한 실시형태 17의 전자스위치의 구성도(a) 및 동 전자스위치 내의 제어회로부의 일례로서의 구성도(b)이다.
도 28은 동 전자스위치의 동작파형도이다.
도 29는 종래의 전자스위치의 구성도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 회로블록 1a : 기판
VR : 볼륨저항 2 : 스위치 회로부
Q2, Q21, Q22 : 자기소호형 소자 R21, R22 : 저항
3 : 정류회로부 DB : 다이오드 브리지
4 : 내부전원회로부 ZD4 : 제너다이오드
R41, R42 : 저항 Tr4 : 트랜지스터
C4 : 평활 콘덴서 5 : 과전류 검출회로부
R5, R51, R52 : (션트)저항 D51, D52 : 발광다이오드
D53, D54 : 다이오드 50 : 비교기
R55 : 저항 C5 : 콘덴서
6 : 과전압 검출회로부 ZD6 : 제너다이오드
60 : 오차증폭기 R61∼R64 : 저항
C6 : 콘덴서 7 : 과전류 보호회로부
S7, S71, S72 : 사이리스터 PS7, PS71, PS72 : 포토사이리스터
PT7 : 포토트랜지스터 R7, R71, R72, R73, R74 : 저항
70 : 비교기 Tr7 : 트랜지스터
8 : 과전압 보호회로부 D8 : 다이오드
R8, R80 : 저항 Tr8 : 트랜지스터
9 : 오프유지 회로부 R9, R91∼R94 : 저항
10 : 제어회로부 100 : 제어부
101 : 제로 크로스 검출부 102 : 드라이브 회로부
R100∼R103 : 저항 D101, D102 : 다이오드
11 : 보디 12 : 커버
13 : 핸들 14 : 단자부
15 : 해제버튼 16 : 방열판
상기 과제를 해결하기 위한 청구항 1기재의 발명은, 부하를 통해서 교류전원이 인가되는 한쌍의 단자부 사이에 접속되는 자기소호형 소자를 구비하고, 이 자기소호형 소자를 위상제어신호에 의해 온, 오프하는 전자스위치로서, 상기 한쌍의 단자부 사이를 흐르는 전류가, 소정 전류보다 큰 과전류에 도달하였는지 아닌지의 검출을 하는 과전류 검출수단과, 상기 과전류 검출수단에 의해 과전류에 도달하였다는 검출결과가 얻어지면, 상기 자기소호형 소자의 제어단자에의 위상제어신호를 빼내는 과전류 보호수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에서는, 한쌍의 단자부 사이를 흐르는 전류가 소정전류보다 큰 과전류에 도달하였다는 검출결과가 얻어지면, 자기소호형 소자의 제어단자에의 위상제어신호가 빼내어지므로, 한쌍의 단자부 사이에 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제할 수 있다.
청구항 2기재의 발명은, 청구항 1기재의 전자스위치에 있어서, 상기 자기소호형 소자로서, 상기 한쌍의 단자부 사이에 일방향 온오프 제어구성의 자기소호형 소자를 한쌍 역 직렬로 접속하여 구비함과 아울러, 상기 한쌍의 단자부 사이에 설치됨과 아울러 상기 한쌍의 자기소호형 소자와 직렬로 접속되는 상기 과전류 검출수단으로서의 저항과, 구동시에 상기 자기소호형 소자의 제어단자에 인가되는 제어전압을 빼내는 상기 과전류 보호수단으로서의 스위치소자를 구비하고, 상기 소정 전류보다 큰 과전류가 상기 저항에 흘렀을 때에 발생하는 그 저항의 양단 전압으로 상기 스위치소자를 구동하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에서는, 저항에 과전류가 흐르면, 스위치소자가 구동하여 자기소호형 소자의 제어전압을 빼내어, 자기소호형 소자가 순식간에 오프로 되므로, 한쌍의 단자부 사이에 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제할 수 있다.
청구항 3기재의 발명은, 청구항 2기재의 전자스위치에 있어서, 상기 한쌍의 자기소호형 소자로서의 제1 및 제2자기소호형 소자 사이에, 상기 저항으로서의 제1 및 제2션트저항을 각각 직렬로 설치하여 구비함과 아울러, 상기 제1 및 제2자기소호형 소자의 제어단자 사이에, 상기 스위치소자로서의 제1 및 제2스위치소자를 각각 직렬로 접속하여 구비하고, 상기 제1 및 제2션트저항의 접속점과 상기 제1 및 제2스위치소자의 접속점을 접속하고, 상기 제1스위치소자의 제어단자를 상기 제1자기소호형 소자와 상기 제1션트저항의 접속점측에 접속하고, 상기 제2스위치소자의 제어단자를 상기 제2자기소호형 소자와 상기 제2션트저항의 접속점측에 접속하여 구성되며, 상기 제1 및 제2션트저항에 과전류가 흘렀을 때에 발생하는 그들 제1 및 제2션트저항의 양단 전압으로 상기 제1 및 제2스위치소자를 각각 구동하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에서는, 제1 및 제2션트저항에 과전류가 흐르면, 제1 및 제2스위치소자가 구동하여 제1 및 제2자기소호형 소자의 제어전압을 각각 빼내어, 제1 및 제2자기소호형 소자가 순식간에 오프로 되므로, 한쌍의 단자부 사이에 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제할 수 있다.
청구항 4기재의 발명은, 청구항 2기재의 전자스위치에 있어서, 상기 한쌍의 단자부와 상기 한쌍의 자기소호형 소자로서의 제1 및 제2자기소호형 소자의 사이에, 상기 저항으로서의 제1 및 제2션트저항을 각각 설치하여 구비함과 아울러, 상기 스위치소자로서의 포토스위치소자 및 발광다이오드를 각각 포함하는 제1 및 제2포토커플러를 구비하고, 상기 제1 및 제2션트저항에 상기 제1 및 제2포토커플러의 발광다이오드를 각각 병렬로 접속하고, 상기 제1 및 제2자기소호형 소자의 제어단자 사이에 상기 제1 및 제2포토커플러의 포토스위치소자를 각각 직렬로 접속하며, 상기 제1 및 제2자기소호형 소자의 접속점과 상기 제1 및 제2포토커플러의 포토스위치소자의 접속점을 접속하고, 상기 제1 및 제2포토커플러의 스위치소자의 제어단자를 상기 양 접속점측에 접속하여 구성되며, 상기 제1 및 제2션트저항에 과전류가흘렀을 때에 발생하는 그들 제1 및 제2션트저항의 양단 전압으로, 상기 제1 및 제2포토커플러의 발광다이오드를 각각 구동함으로써, 상기 제1 및 제2포토커플러의 포토스위치소자를 각각 구동하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에서는, 제1 및 제2션트저항에 과전류가 흐르면, 제1 및 제2포토커플러의 포토스위치소자가 구동하여 제1 및 제2자기소호형 소자의 제어전압을 각각 빼내고, 제1 및 제2자기소호형 소자가 순식간에 오프로 되므로, 한쌍의 단자부 사이에 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제할 수 있다. 또, 제1 및 제2션트저항이 제1 및 제2자기소호형 소자의 제어전압에 영향을 주지 않으므로 미묘한 제어가 용이하게 된다.
청구항 5기재의 발명은, 청구항 2기재의 전자스위치에 있어서, 상기 한쌍의 단자부 중 한쪽의 단자부와 상기 한쌍의 자기소호형 소자 중 상기 한쪽의 단자부측에 접속되는 한쪽의 자기소호형 소자 사이에 상기 저항을 설치하여 구비함과 아울러, 상기 스위치소자로서의 포토스위치소자 및 역병렬 접속의 한쌍의 발광다이오드를 포함하는 포토커플러를 구비하고, 상기 저항에 상기 한쌍의 발광다이오드를 병렬로 접속하여, 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 제어단자와 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 접속점 사이에 상기 포토스위치소자를 접속하고, 이 포토스위치소자의 제어단자를 상기 접속점측에 접속하여 구성되며, 상기 저항에 과전류가 흘렀을 때에 발생하는 그 저항의 양단 전압으로 상기 한쌍의 발광다이오드를 구동함으로써 상기 포토스위치소자를 구동하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에서는, 저항에 과전류가 흐르면, 포토스위치소자가 구동하여 한쌍의 자기소호형 소자의 제어전압을 빼내어, 한쌍의 자기소호형 소자가 순식간에 오프로 되므로, 한쌍의 단자부 사이에과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제할 수 있다. 또, 저항이 한쌍의 자기소호형 소자의 제어전압에 영향을 주지 않으므로 미묘한 제어가 용이하게 된다. 그리고, 포토커플러의 개수가 1개이면 되므로 소형화가 가능해진다.
청구항 6기재의 발명은, 청구항 2기재의 전자스위치에 있어서, 상기 한쌍의 단자부 중 한쪽의 단자부와 상기 한쌍의 자기소호형 소자 중 상기 한쪽의 단자부측에 접속되는 한쪽의 자기소호형 소자 사이, 및 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 제어단자와 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 접속점 사이에, 각각 상기 저항 및 상기 스위치소자를 설치하여 구비함과 아울러, 포토스위치소자 및 역병렬 접속의 한쌍의 발광다이오드를 포함하는 포토커플러를 구비하고, 상기 저항에 상기 한쌍의 발광다이오드를 병렬로 접속하고, 상기 스위치소자의 제어단자와 구동전원 사이에 상기 포토스위치소자를 접속하여 구성되고, 상기 저항에 과전류가 흘렀을 때에 발생하는 그 저항의 양단 전압으로 상기 한쌍의 발광다이오드를 구동하고, 상기 포토스위치소자를 구동함으로써 상기 스위치소자를 구동하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에서는, 저항에 과전류가 흐르면, 스위치소자가 구동하여 한쌍의 자기소호형 소자의 제어전압을 빼내어, 한쌍의 자기소호형 소자가 순식간에 오프로 되므로, 한쌍의 단자부 사이에 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제할 수 있다. 또, 저항이 한쌍의 자기소호형 소자의 제어전압에 영향을 주지 않으므로 미묘한 제어가 용이하게 된다. 또, 저렴한 포토커플러와 소형의 스위치소자로 구성할 수 있으므로 비용삭감이 가능해진다.
청구항 7기재의 발명은, 청구항 6기재의 전자스위치에 있어서, 제1, 제2 및제3저항과, 제1 및 제2다이오드를 구비함과 아울러, 상기 스위치소자로서 사이리스터를 구비하고, 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 제어단자에, 상기 제1저항, 상기 제2저항 및 상기 사이리스터의 각 일단을 개개로 접속하여, 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 오프시에 상기 제1저항을 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 제어단자로부터 분리하도록 상기 제1다이오드를 접속하고, 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 온시에 상기 제2저항을 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 제어단자로부터 분리하도록 상기 제2다이오드를 접속하며, 상기 사이리스터의 일단에 래치 유지전류 확보용으로서 상기 제3저항을 접속하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 이 구성에서는, 자기소호형 소자의 온, 오프의 스위칭속도, 과전류 검출시의 자기소호형 소자의 정지 타이밍, 사이리스터의 유지전류를 최소의 부품수로 각각 독립적으로 제어할 수 있다.
청구항 8기재의 발명은, 청구항 1기재의 전자스위치에 있어서, 상기 자기소호형 소자로서, 상기 한쌍의 단자부 사이에 일방향 온오프 제어구성의 자기소호형 소자를 한쌍 역직렬로 접속하여 구비함과 아울러, 상기 위상제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 한쌍의 단자부 사이에 설치됨과 아울러 상기 한쌍의 자기소호형 소자와 직렬로 접속되는 상기 과전류 검출수단으로서의 저항을 구비하고, 상기 제어부는 상기 과전류 보호수단으로서 상기 소정전류보다 큰 과전류가 상기 저항에 흘렀을 때에 발생하는 그 저항의 양단 전압에 따라서, 상기 위상제어신호의 출력을 정지하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에서는, 저항에 과전류가 흐르면, 위상제어신호의 출력을 정지하므로, 한쌍의 단자부 사이에 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제할 수 있다. 또, 제어부가 마이크로컴퓨터나 CMOS-IC 등으로 구성되는 경우에,비용삭감 및 소형화가 가능해진다.
청구항 9기재의 발명은, 청구항 1기재의 전자스위치에 있어서, 상기 한쌍의 단자부와 상기 자기소호형 소자 사이에 설치되고, 상기 한쌍의 단자부에 교류 입력단자가 접속됨과 아울러 직류 출력단자 사이에 상기 자기소호형 소자가 접속되는 다이오드 브리지와, 상기 다이오드 브리지의 직류 출력단자 사이에 설치됨과 아울러 상기 자기소호형 소자와 직렬로 접속되는 상기 과전류 검출수단으로서의 저항을 구비하고, 상기 과전류 보호수단은 상기 소정전류보다 큰 과전류가 상기 저항에 흘렀을 때에 발생하는 그 저항의 양단 전압으로 상기 자기소호형 소자를 오프로 하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에서는 저항에 과전류가 흐르면, 자기소호형 소자를 오프로 하므로, 한쌍의 단자부 사이에 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제하는 것이 가능하다. 또, 자기소호형 소자 및 저항이 각각 1개이면 되므로, 비용삭감 및 소형화가 가능해진다.
청구항 10기재의 발명은, 청구항 1기재의 전자스위치에 있어서, 상기 한쌍의 단자부 사이에 인가되는 전압이, 적어도 상기 교류전원보다 높은 과전압 검출레벨에 도달하였는지 아닌지의 검출을 하는 과전압 검출수단과, 이 과전압 검출수단에 의해 과전압 검출레벨에 도달하였다는 검출결과가 얻어지면, 상기 위상제어신호와는 별도로, 상기 자기소호형 소자의 제어단자에 대하여 상기 한쌍의 단자부 사이의 전압을 상기 교류전압보다 높고 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 내전압 이하로 되는 과전압 제한레벨로 억제하는 신호를 출력하는 과전압 보호수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에서는, 과전류에 도달하였다는 검출결과가 얻어지고, 자기소호형 소자의 제어단자에의 위상제어신호가 빼내어짐으로써, 교류전원 및 그것에의 배선 케이블의 인덕턴스에 기인하는 역기전력에 의해 한쌍의 단자부 사이의 전압이 교류전원보다 상승하지만, 한쌍의 단자부 사이의 전압이 과전압 검출레벨에 도달하였다는 검출결과가 얻어지면, 과전압 보호수단에 의해 한쌍의 단자부 사이의 전압이 과전압 제한레벨로 억제되므로, 과전류 보호시에 교류전원 및 그것에의 배선케이블의 인덕턴스에 기인하는 역기전력에 의해, 자기소호형 소자에 큰 스트레스가 가해지는 것을 방지할 수 있다.
청구항 11기재의 발명은, 청구항 10기재의 전자스위치에 있어서, 상기 과전류 검출수단으로 과전류에 도달하였다는 검출결과가 얻어지지 않게 되는 시점부터, 상기 위상제어신호가 상기 자기소호형 소자를 오프하는 신호로 바뀌기까지의 기간, 상기 자기소호형 소자를 오프로 유지하는 오프 유지수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에서는, 과전류에 도달하였다는 검출결과가 얻어지지 않게 되는 시점 후에, 위상제어신호에 의한 본래의 위상제어의 타이밍과는 다른 타이밍으로, 자기소호형 소자가 온으로 되는 것을 방지할 수 있으므로, 본래의 위상제어가 교류전원의 제로 크로스시에 자기소호형 소자를 온으로 하는 구성인 경우에, 교류전원의 제로 크로스시 이외에 자기소호형 소자가 온으로 되는 것을 방지할 수 있다.
청구항 12기재의 발명은, 청구항 11기재의 전자스위치에 있어서, 상기 자기소호형 소자로서, 상기 한쌍의 단자부 사이에, 일방향 온오프 제어구성의 자기소호형 소자를 한쌍 역직렬로 접속하여 구비함과 아울러, 상기 한쌍의 단자부에 양 교류 입력단자가 접속되며, 상기 한쌍의 자기소호형 소자 사이에 부극성 직류 출력단자가 접속되는 다이오드 브리지를 구비하고, 상기 과전압 검출수단은, 상기 다이오드 브리지의 정극성 직류 출력단자측과 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 양 제어단자측에 각각 캐소드와 애노드가 접속되며, 제너전압이 상기 과전압 검출레벨에 상당하는 전압으로 되는 제너다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에서는, 통상 애초 구비하고 있는 다이오드 브리지의 직류 출력전압을 한쌍의 단자부 사이에 인가하는 교류전원의 감시에 이용할 수 있으므로, 그 직류 출력전압을 받는 제너다이오드를 적어도 설치함으로써, 과전압 검출수단을 간단히 구성할 수 있고, 소형화가 가능해진다.
청구항 13기재의 발명은, 청구항 11기재의 전자스위치에 있어서, 상기 자기소호형 소자로서, 상기 한쌍의 단자부 사이에, 일방향 온오프 제어구성의 자기소호형 소자를 한쌍 역직렬로 접속하여 구비함과 아울러, 상기 한쌍의 단자부에 양 교류 입력단자가 접속되어, 상기 한쌍의 자기소호형 소자 사이에 부극성 직류 출력단자가 접속되는 다이오드 브리지를 구비하고, 상기 과전압 검출수단은, 상기 과전압 제한레벨과 같은 상기 과전압 검출레벨에 대한 상기 다이오드 브리지의 정극성 직류 출력단자로부터의 전압레벨의 오차분을 증폭하는 오차증폭기를 포함하고, 상기 과전압 보호수단은 상기 오차증폭기로부터의 출력을 받아서 상기 과전압 제한레벨로 억제하는 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에서는, 한쌍의 단자부 사이의 전압을 정밀도좋게 과전압 제한레벨로 억제할 수 있으므로, 보다 내전압이 낮고 보다 저가격인 자기소호형 소자를 사용할 수 있음과 아울러, 자기소호형 소자의 발열을 억제할 수 있다.
청구항 14기재의 발명은, 청구항 11기재의 전자스위치에 있어서, 상기 자기소호형 소자로서, 상기 한쌍의 단자부 사이에, 일방향 온오프 제어구성의 자기소호형 소자를 한쌍 역직렬로 접속하여 구비하고, 상기 과전류 검출수단은 상기 한쌍의 단자부 사이를 흐르는 전류를 전압으로 변환하는 전류전압 변환기와, 이 전류전압 변환기로 변환된 전압이, 상기 소정 전류의 레벨인 과전류 검출레벨에 상당하는 전압에 도달하였을 때에 발광하는 역병렬 접속의 한쌍의 발광다이오드를 포함하고, 상기 과전류 보호수단 및 상기 오프 유지수단은, 상기 한쌍의 자기소호형 소자 사이와 그들 한쌍의 자기소호형 소자의 양 제어단자측에 각각 캐소드 및 애노드가 접속되어 상기 발광다이오드의 발광에 의해 온으로 되는 포토사이리스터를 공용하는 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 구성에서는, 포토사이리스터가 갖는 특성을 이용함으로써 과전류 보호수단 및 오프 유지수단을 간단히 구성할 수 있고, 소형화가 가능해진다.
청구항 15기재의 발명은, 청구항 11기재의 전자스위치에 있어서, 상기 자기소호형 소자로서, 상기 한쌍의 단자부 사이에, 일방향 온오프 제어구성의 자기소호형 소자를 한쌍 역직렬로 접속하여 구비하고, 상기 과전류 검출수단은 상기 한쌍의 단자부 사이를 흐르는 전류를 전압으로 변환하는 전류전압 변환기와, 이 전류전압 변환기로 변환된 전압이, 상기 소정 전류의 레벨인 과전류 검출레벨에 상당하는 전압에 도달하였을 때에, 상기 과전류에 도달하였다는 검출결과를 나타내는 신호를 출력하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에서는, 한쌍의 단자부 사이를 흐르는 전류가 과전류 검출레벨에 도달하였는지 아닌지의 검출정밀도를 좋게 할 수 있으므로, 보다 내전류가 낮고 보다 저가격인 자기소호형 소자를 사용할 수 있음과 아울러, 자기소호형 소자의 발열을 억제할 수 있다.
청구항 16기재의 발명은, 청구항 15기재의 전자스위치에 있어서, 상기 과전류 보호수단 및 상기 오프 유지수단은 비교기를 공용하고, 이 비교기는, 상기 과전류 검출수단으로부터의 신호를 한쪽의 입력으로 하고, 상기 과전류에 도달하였다는 검출결과를 나타내는 신호가 출력되는 경우에, 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 양 제어단자에의 위상제어신호를 빼내어 유지하고, 상기 위상제어신호를 다른 한쪽의 입력으로 하며, 상기 위상제어신호가 정지된 경우에, 상기 오프 유지수단으로서의 상기 위상제어신호의 빼냄 유지의 동작을 정지하도록, 출력단자가 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 양 제어단자측에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 구성에서는, 과전류 보호수단 및 오프 유지수단을 비교기로 간단히 구성할 수 있어, 소형화가 가능해진다.
청구항 17기재의 발명은, 청구항 16기재의 전자스위치에 있어서, 상기 과전류 보호수단은 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 양 제어단자측과 그라운드 사이에 설치되는 스위칭소자를 포함하고, 이 스위칭소자의 제어단자 측에 자기의 비교기의 출력단자가 접속되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 구성에서는, 한쌍의 자기소호형 소자의 양 제어단자에의 위상제어신호를 빼내는 응답성을 좋게 할 수 있고, 부하단락 등에서의 보다 상승이 빠른 과전류에 대해서, 작은 전류값으로 제한하여 전류차단이 가능하므로, 보다 소형의 저렴한 자기소호형 소자를 사용할 수 있다.
청구항 18기재의 발명은, 청구항 15기재의 전자스위치에 있어서, 상기 과전류 검출수단은, 자기의 전류전압 변환기 및 비교기 사이에, 자기의 전류전압 변환기로 변환된 전압을 미분하는 미분회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에서는, 미분회로부에 의해 급속한 상승의 전류인 경우에, 그 전류값이 아직 작은 시점에서 과전류인지의 여부를 판정하는 것이 가능해진다.
청구항 19기재의 발명은, 청구항 10기재의 전자스위치에 있어서, 소정 단위시간에, 상기 과전류 검출수단에 의해 상기 과전류에 도달하였다는 검출결과가 얻어진 회수를 계수하는 계수수단을 구비하고, 이 계수수단으로 계수된 단위시간당의 회수가 소정회수에 도달한 경우에, 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 양 제어단자에 대한 상기 위상제어신호의 출력을 정지하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에서는, 단위시간당의 회수가 소정 회수에 도달한 경우, 어떠한 고장이 발생하였다고 간주되므로, 그 경우에 위상제어신호의 출력을 정지함으로써, 어떠한 고장이 발생하였다고 간주되는 상태에서 전자스위치가 동작하는 것을 방지할 수 있는 외에, 소비전력을 저감하는 것이 가능해진다.
청구항 20기재의 발명은, 청구항 10기재의 전자스위치에 있어서, 상기 자기소호형 소자로서, 상기 한쌍의 단자부 사이에, 일방향 온오프 제어구성의 자기소호형 소자를 한쌍 역직렬로 접속하여 구비함과 아울러, 상기 한쌍의 단자부에 양 교류 입력단자가 접속되고, 상기 한쌍의 자기소호형 소자 사이에 부극성 직류 출력단자가 접속되는 다이오드 브리지와, 상기 다이오드 브리지의 정극성 직류 출력단자측에 일단이 접속됨과 아울러 상기 다이오드 브리지의 부극성 직류 출력단자측에 제어단자가 접속되는 트랜지스터, 및 이 트랜지스터의 타단과 제어단자측 사이에접속되는 평활 콘덴서에 의해 구성되고, 상기 다이오드 브리지의 양 직류 출력단자 사이로부터의 직류전압을 안정화하여 내부전원을 생성하는 내부전원회로부와, 상기 내부전원회로부의 트랜지스터의 제어단자와 상기 다이오드 브리지의 부극성 직류 출력단자 사이에 접속되는 간헐동작용 스위치소자와, 상기 위상제어신호를 출력하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 위상제어신호에 의해 상기 한쌍의 자기소호형 소자를 온하고 있는 기간 중 일부의 기간에 있어서, 상기 간헐동작용 스위치소자를 온으로 하는 한편, 그 일부의 기간 외에 있어서, 상기 간헐동작용 스위치소자를 오프로 하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에서는, 예를 들면 부하가 조명기구인 경우의 그 조광 하한 점등시에 한쌍의 단자부 사이의 전압이 높아져서 다이오드 브리지의 양 직류 출력단자간의 전압이 높아졌다고 하여도, 한쌍의 단자부 사이의 전압이 높아지는 기간 중 일부의 기간에 있어서, 내부전원회로의 동작이 정지하므로, 내부전원회로의 트랜지스터의 발열을 억제할 수 있다.
이하 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
(실시형태 1)
도 1은 본 발명에 의한 실시형태 1의 전자스위치의 일부를 나타내는 회로도, 도 2는 동 전자스위치의 분해사시도, 도 3은 동 전자스위치의 정면도(a), 우측면도(b) 및 하측면도(c)이다.
본 실시형태 1의 전자스위치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 교류전원(AC)과 부하(LD) 사이에 설치되어, 교류전원(AC)으로부터 부하(LD)로의 공급전력을 위상제어로 조정하는 것이며, 도 2, 3에 나타내는 바와 같이, 보디(11)와, 커버(12)를 구비하고, 보디(11) 및 커버(12)로 이루어지는 하우징 내에, 핸들(13)과, 한쌍의 단자부(14, 14)와, 해제버튼(15)과, 방열판(16)과, 회로블록(1)을 수납하도록 되어 있다. 그리고, 상기 하우징은 도 2, 도 3의 예에서는, 벽에 매설되는 1개의 모듈치수의 배선기구 2개분의 크기로 설정되어 있다.
보디(11)는 절연수지에 의해 전방에 개구(11a)를 갖는 상자형으로 형성되고, 보디(11)의 저부에는 한쌍의 전선삽입구멍 등이 뚫려져 있다. 커버(12)는 절연수지에 의해 보디(11)의 개구(11a)를 폐쇄하는 상자형으로 형성되고, 커버(12)의 앞면부(120)에는 핸들(13)을 삽입하기 위한 구멍(120a)이 뚫려져 있다. 핸들(13)은 절연수지에 의해 바닥이 있는 통형상으로 형성되고, 위상제어각 조정용 볼륨저항(VR)의 축과 끼워맞추도록 되어 있다.
단자부(14)는 단자판(141) 및 록스프링(142)에 의해 구성되며, 상기 전선삽입구멍에 삽입된 외부로부터의 전선의 도체선에 록되어 전기적으로 접속하는 것이다. 해제버튼(15)은, 보디(11)의 저부에 있어서의 다른 구멍으로부터 삽입된 예를 들면 마이너스 드라이버의 선단부로 눌려진 경우에, 상기 도체선에 대한 단자부(14)의 록을 해제하는 것이다. 방열판(16)은 회로블록(1)에 있어서의 후술하는 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)와 기계적으로 접속되고, 그들에 대하여 방열을 하는 것이다.
회로블록(1)은 한쌍의 단자부(14, 14)와 개별로 전기적으로 접속되는 기판(1a)과, 이 양면에 실장되는 각종 전자부품에 의해 구성되어 있다. 즉, 도 1에 나타내는 바와 같이 일방향 온오프 제어구성의 자기소호형 소자(Q21, Q22)가, 한쌍의 단자부{14(T1), 14(T2)} 사이에 역직렬로 접속되고, 볼륨저항(VR)에 따른 도시생략의 예를 들면 제어부에 의한 위상제어(신호)로 온, 오프되도록 되어 있다. 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 각각은, 도 1의 예에서는 역병렬 접속의 기생다이오드를 갖는 MOS형 FET로 되어 있고, 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 드레인이 각각 한쌍의 단자부{14(T1), 14(T2)}와 전기적으로 접속되어 있다. 또, 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 각각은, 상기 MOS형 FET에 한정되지 않고, 바이폴러 트랜지스터와, 이것에 역병렬 접속되는 다이오드에 의해 이루어지는 구성이거나, 또는 IGBT와, 이것에 역병렬 접속되는 다이오드에 의해 이루어지는 구성이어도 좋다.
그리고, 본 실시형태 1의 특징으로서, 한쌍의 단자부{14(T1), 14(T2)} 사이에 설치됨과 아울러 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)와 직렬로 접속되는 션트저항(저저항)(R51, R52)과, 구동시에 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 게이트에 인가되는 제어전압을 각각 빼내는 사이리스터(S71, S72)를 구비하고, 소정 전류보다 큰 과전류가 션트저항(R51, R52)에 흘렀을 때에 발생하는 그 션트저항(R51, R52)의 양단 전압에 의해 사이리스터(S71, S72)를 각각 순식간에 온으로 구동하도록 되어 있다.
보다 구체적으로는, 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22) 사이에 한쌍의 션트저항(R51, R52)이 각각 직렬로 설치되어 있음과 아울러, 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 게이트 사이에 각각 한쌍의 저항(R21, R22)을 통하여 한쌍의 사이리스터(S71, S72)가 캐소드끼리를 접속하도록 역직렬로 접속되어 있다. 그리고, 한쌍의 션트저항(R51, R52)의 접속점(P1)과 한쌍의 사이리스터(S71, S72)의 접속점(P2)이 접속되어 있다. 또, 교류전원(AC)측의 사이리스터(S71)의 게이트가, 저항(R71)을 통하여 교류전원(AC)측의 자기소호형 소자(Q21) 및 션트저항(R51)의 접속점(P3)에 접속되어 있는 한편, 부하(LD)측의 사이리스터(S72)의 게이트가 저항(R72)을 통하여 부하(LD)측의 자기소호형 소자(Q22) 및 션트저항(R52)의 접속점(P4)에 접속되어 있다. 또, 도 1에 있어서 DB는 다이오드 브리지이다.
다음에, 상기 구성의 전자스위치의 조립순서 예에 대해서 설명한다. 우선, 한쌍의 단자부(14, 14) 및 해제버튼(15)을 보디(11) 내의 소정 수납실에 수납함과 아울러, 회로블록(1)에 부착된 방열판(16)을 보디(11) 내의 다른 수납실에 수납한다. 그 후, 회로블록(1)의 볼륨저항(VR)의 축에 핸들(13)을 끼워맞추고, 커버(12)의 구멍(120a)에 핸들(13)을 삽입하도록 하여, 커버(12)를 보디(11)에 결합고정한다. 또, 볼륨저항(VR)의 축에 핸들(13)을 미리 끼워맞추어 두어도 좋고, 또 단자부(14)를 회로블록(1)에 미리 고정 내지 가고정하여 두어도 좋다.
다음에, 본 실시형태 1의 특징으로 되는 전자스위치의 동작에 대해서 설명한다. 본 실시형태 1의 전자스위치는, 앞에서 서술한 바와 같이, 소정 전류보다 큰 과전류가 션트저항(R51, R52)에 흘렀을 때에 발생하는 그들 션트저항(R51, R52)의 양단 전압으로, 사이리스터(S71, S72)가 각각 온으로 되도록 회로설정되어 있다. 이 때문에, 예를 들면 부하(LD)의 단락이나 부하(LD)로서의 전구의 블로우아웃 등으로, 상기 과전류가 션트저항(R51, R52)에 흐르면, 이들 양단 전압이 사이리스터(S71, S72)를 온으로 할 수 있는 전압 이상으로 상승하여, 사이리스터(S71, S72)가 순식간에 온을 되며, 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 게이트전압이 빼내어지고, 자기소호형 소자(Q21, Q22)가 순식간에 오프로 된다.
이것에 의해, 한쌍의 단자부(14, 14) 사이에 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제할 수 있고, 전자스위치의 보호, 단락 보호 및 블로우아웃 보호 등이 가능해진다. 또한, 돌입전류의 자동적 저감도 가능하다(따뜻해지면 통상제어). 그리고 이러한 구성의 전자스위치에 따르면, 후술하는 다른 실시형태의 전자스위치와 마찬가지로, IEC가 요구하는 CISPR규격의 잡음단자전압의 규격값 레벨을 클리어할 수 있다.
또, 실시형태 1에서는, 하우징은 1개 모듈치수의 배선기구 2개분의 크기로 설정되는 구성으로 되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 도 4, 도 5에 나타낸 바와 같이, 1개 모듈치수의 배선기구 3개분의 크기로 설정되는 구성이라도 좋다.
또, 한쌍의 사이리스터(S71, S72) 대신에, 한쌍의 트라이액을 사용하는 구성이라도 좋고, 이 구성에서도 상기 실시형태 1과 같은 효과를 이룰 수 있다.
(실시형태 2)
도 6은 본 발명에 의한 실시형태 2의 전자스위치의 일부를 나타내는 회로도이다.
본 실시형태 2의 전자스위치는, 실시형태 1과의 상위점으로서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 한쌍의 단자부{14(T1), 14(T2)}와 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22) 사이에 한쌍의 션트저항(R51, R52)을 각각 설치해서 구비함과 아울러, 발광다이오드(D51, D52) 및 포토사이리스터(PS71, PS72)를 각각 포함하는 한쌍의 포토사이리스터 커플러(PSC, PSC)를 구비하고 있다.
교류전원(AC)측 및 부하(LD)측의 포토사이리스터 커플러(PSC, PSC)의 발광다이오드(D51, D52)는, 양 애노드를 각각 한쌍의 단자부{14(T1), 14(T2)}측을 향해서, 교류전원(AC)측 및 부하(LD)측의 션트저항(R51, R52)에 각각 병렬로 접속되어 있다. 한편, 한쌍의 포토사이리스터(PS71, PS72)는, 한쌍의 저항(R21, R22)을 통해서 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 게이트간에, 캐소드끼리를 접속하도록 각각 역직렬로 접속되어 있다. 또한, 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 접속점(P21)과 한쌍의 포토사이리스터(PS71, PS72)의 접속점(P22)이 접속되고, 한쌍의 포토사이리스터(PS71, PS72)의 양 게이트가, 각각 한쌍의 저항(R71, R72)을 통해서 양 접속점(P21, P22)에 접속되어 있다.
그리고, 한쌍의 션트저항(R51, R52)에 소정전류보다 큰 과전류가 흘렀을 때에 발생하는 그들 션트저항(R51, R52)의 양단 전압으로 한쌍의 발광다이오드(D51, D52)를 각각 발광구동함으로써, 한쌍의 포토사이리스터(PS71, PS72)를 각각 순식간에 온으로 구동하게 되어 있다.
이와 같이 구성되는 전자스위치에서는, 상기 과전류가 한쌍의 션트저항(R51, R52)에 흐르면, 이들의 양단 전압이 한쌍의 발광다이오드(D51, D52)를 발광시킬 수 있는 전압 이상으로 상승하여, 한쌍의 포토사이리스터(PS71, PS72)가 순식간에 온 구동해서 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 게이트 전압을 각각 빼내고, 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)가 순식간에 오프로 되므로, 한쌍의 단자부(14, 14) 사이에 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제할 수 있다. 또한, 한쌍의 션트저항(R51, R52)이 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 게이트 전압에 영향을 주지 않으므로미묘한 제어가 용이하게 된다.
또, 실시형태 2에서는, 한쌍의 포토사이리스터 커플러를 사용하는 구성으로 되어 있지만, 예를 들면, 포토트라이액 및 발광다이오드를 각각이 포함하는 한쌍의 포토트라이액 커플러를 사용하는 구성이라도 좋고, 이 구성에서도 상기 실시형태 2와 같은 효과를 이룰 수 있다.
(실시형태 3)
도 7은 본 발명에 의한 실시형태 3의 전자스위치의 일부를 나타내는 회로도이다.
본 실시형태 3의 전자스위치는, 실시형태 1과의 상위점으로서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 교류전원(AC)측의 단자부{14(T1)} 및 자기소호형 소자(Q21) 사이에 하나의 션트저항(R5)을 설치해서 구비함과 아울러, 역병렬 접속의 한쌍의 발광다이오드(D51, D52) 및 포토사이리스터(PS7)를 포함하는 하나의 포토사이리스터 커플러(PSC)를 구비하고 있다.
한쌍의 발광다이오드(D51, D52)는, 션트저항(R5)에 병렬로 접속되어 있다. 한편, 포토사이리스터(PS7)는, 저항(R21, R22)을 통하여, 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 게이트와 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 접속점(P21) 사이에 접속되고, 포토사이리스터(PS7)의 게이트가 저항(R7)을 통해서 접속점(P21)에 접속되어 있다.
그리고, 션트저항(R5)에 소정전류보다 큰 과전류가 흘렀을 때에 발생하는 그 션트저항(R5)의 양단 전압으로 한쌍의 발광다이오드(D51, D52)를 발광구동함으로써, 포토사이리스터(PS7)를 순식간에 온으로 구동하게 되어 있다.
이와 같이 구성되는 전자스위치에서는, 상기 과전류가 션트저항(R5)에 흐르면, 이 양단 전압이 한쌍의 발광다이오드(D51, D52)를 발광시킬 수 있는 전압 이상으로 상승하고, 포토사이리스터(PS7)가 순식간에 온 구동해서 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 게이트 전압을 빼내고, 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)가 순식간에 오프로 되므로, 한쌍의 단자부(14, 14) 사이에 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제할 수 있다. 또한, 션트저항(R5)이 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 게이트 전압에 영향을 주지 않으므로 미묘한 제어가 용이하게 된다. 또한, 포토사이리스터 커플러(PSC)의 개수가 1개이면 되므로, 소형화가 가능해진다.
또한, 실시형태 3에서는, 포토사이리스터 커플러를 사용하는 구성으로 되어 있지만, 예를 들면, 포토트라이액 및 발광다이오드를 포함하는 포토트라이액 커플러를 사용하는 구성이어도 좋은 것은 말할 필요도 없고, 이 구성에서도 상기 실시형태 3과 같은 효과를 이룰 수 있다.
(실시형태 4)
도 8은 본 발명에 의한 실시형태 4의 전자스위치의 일부를 나타내는 회로도, 도 9는 동 전자스위치의 동작파형도이다.
본 실시형태 4의 전자스위치는, 실시형태 1과의 상위점으로서, 도 8에 나타낸 바와 같이, 교류전원(AC)측의 단자부{14(T1)} 및 자기소호형 소자(Q21) 사이, 및 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 게이트와 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 접속점(P21) 사이에, 각각 션트저항(R5) 및 사이리스터(S7)를 설치해서 구비함과 아울러, 역병렬 접속의 한쌍의 발광다이오드(D51, D52) 및 포토트랜지스터(PT7)를 포함하는 포토트랜지스터 커플러(PTC)를 구비하고 있다.
한쌍의 발광다이오드(D51, D52)는 션트저항(R5)에 병렬로 접속되어 있다. 한편, 포토트랜지스터(PT7)는 저항(R73)을 통하여 사이리스터(S7)의 게이트와 직류의 내부전원(구동전원)(DC)과의 사이에 접속되어 있다.
그리고, 션트저항(R5)에 소정전류(도 9의 과전류 검출레벨)보다 큰 과전류가 흘렀을 때에 발생하는 그 션트저항(R5)의 양단 전압으로 한쌍의 발광다이오드(D51, D52)를 발광구동하여, 포토트랜지스터(PT7)를 순식간에 온으로 구동함으로써, 사이리스터(S7)를 순식간에 온으로 구동하게 되어 있다. 또, 도 8에 있어서 부호 100은, 볼륨저항(VR)에 따른 위상제어(신호)이고, 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 온, 오프하는 제어부이다. 또한, 도 8에서는, 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 게이트에 접속되는 저항(R21, R22)의 도시를 생략하고 있다.
이와 같이 구성되는 전자스위치에서는, 상기 과전류가 션트저항(R5)에 흐르면 이 양단 전압이 한쌍의 발광다이오드(D51, D52)를 발광시킬 수 있는 전압 이상으로 상승하고, 포토트랜지스터(PT7)가 순식간에 온 구동함으로써, 사이리스터(S7)가 순식간에 온 구동해서 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 게이트 전압을 빼내어, 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)가 순식간에 오프로 된다.
이것에 의해, 한쌍의 단자부(14, 14) 사이에 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제할 수 있고, 실시형태 1에서 설명한 것 같이, 전자스위치의 보호, 단락 보호 및 블로우아웃 보호 등이 가능해진다(도 9참조). 또한, 션트저항(R5)이 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 게이트 전압에 영향을 주지 않으므로, 미묘한 제어가 용이하게 된다. 또한, 저렴한 포토트랜지스터 커플러(PTC)와 소형의 사이리스터(S7)로 구성할 수 있으므로, 비용삭감이 가능해진다.
(실시형태 5)
도 10은 본 발명에 의한 실시형태 5의 전자스위치의 일부를 나타내는 회로도이다.
본 실시형태 5의 전자스위치는, 실시형태 4와의 상위점으로서, 도 10에 나타낸 바와 같이, 저항(R100∼R102, R7, R9)과, 다이오드(D101,102)를 더 구비하고 있다. 그리고, 그들 저항 중, 예를 들면, 저항(R100)은 220kΩ, 저항(R101)은 100kΩ, 저항(R102)은 15kΩ, 저항(R9)은 4.7kΩ로 설정된다.
그런데, 이 종류의 전자스위치에서는, 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 온, 오프할 때에 잡음전압이 발생하지만, 잡음전압을 저감하고자 하여 온화하게 온, 오프하면, 스위칭 손실에 의한 발열이 문제가 된다. 이 때문에, 잡음전압을 저감하고, 발열을 억제할 수 있는 최적의 온화함으로 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 온, 오프할 필요가 있다. 또한, 한쌍의 단자부(14, 14) 사이에 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제하기 위해서는, 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 순식간에 오프하지 않으면 안된다.
그래서, 본 실시형태 5에서는, 잡음전압의 저감 및 발열의 억제를 가능하게 함과 아울러, 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 순식간에 오프할 수 있도록, 저항(R101, R102)과, 다이오드(D101, D102)를 설치하고, 저항(R102)보다 자기소호형 소자(Q21, Q22)측에 사이리스터(S71)를 배치하는 것이다.
제어부(100)가 포트 #1로부터 하이레벨의 온 전압을 출력하면, 그 온 전압이 다이오드(D101), 저항(R101, R21, R22)을 통해서 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 게이트에 인가되고, 저항(R101)의 저항치에 의한 온화함으로, 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 게이트에 전하가 챠지되어 자기소호형 소자(Q21, Q22)가 온으로 된다. 한편, 제어부(100)가 포트 #1로부터 로우레벨(예를 들면 그라운드 레벨)의 오프 전압을 출력하면, 저항(R21, R22), 다이오드(D102), 저항(R102)을 통하여 저항(R102)의 저항치에 의한 온화함으로, 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 게이트가 방전해서 자기소호형 소자(Q21, Q22)가 오프로 된다. 이것에 의해, 잡음전압의 저감 및 발열의 억제가 가능해진다.
한편, 앞에서 서술한 과전류가 션트저항(R5)에 흐르면, 포토트랜지스터(PT7)가 순식간에 온 구동함으로써 사이리스터(S7)가 순식간에 온 구동하고, 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 게이트 전압이 저항(R21, R22) 및 다이오드(D102)를 통해서 순식간에 빼내어진다. 이것에 의해, 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 순식간에 오프할 수 있다.
또, 본 실시형태 5에서는, 과전류 발생시의 사이리스터(S7)의 동작후, 적어도 교류전원(상용전원)(AC)의 절반주기는 사이리스터(S7)의 온을 유지하고, 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 오프를 유지하기 위해 저항(R9)을 설치하고 있다. 즉, 잡음전압의 저감용으로 설정되는 저항(R102)의 저항치가 클 때에는, 사이리스터(S7)에 흐르는 전류가 적어져 버리기 때문에, 다이오드(D101)를 통해서 저항(R9)을 사이리스터(S7)에 접속하고, 그 저항(R9)의 저항치를 사이리스터(S7)의 유지전류를 확보할 수 있는 값으로 설정하고 있다.
상기 구성의 본 실시형태 5에 의하면, 자기소호형 소자의 온, 오프의 스위칭 속도, 과전류 검출시의 자기소호형 소자의 정지타이밍, 사이리스터의 유지전류를 최소의 부품수로 각각 독립해서 제어할 수 있다.
(실시형태 6)
도 11은 본 발명에 의한 실시형태 6의 전자스위치의 회로도, 도 12는 동 전자스위치에 있어서의 볼륨저항의 저항치의 편차를 저감하기 위한 설명도이다.
본 실시형태 6의 전자스위치는, 실시형태 5와의 상위점으로서, 도 11에 나타낸 바와 같이, 앞에서 서술한 위상제어의 위상각 조정용의 볼륨저항(VR)에 병렬로 접속되는 고정저항(R)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
시판되고 있는 볼륨저항은, 일반적으로 저항치가 ±20%∼30%정도의 큰 편차를 가지므로, 전자스위치별로 조정할 수 있는 위상각이 크게 차이나 버리게 된다. 이 때문에, 볼륨저항의 저항치를 선별하거나, 제조공정에서 조정용의 절반고정 볼륨을 붙이거나 하는 등의 고안이 이루어져 있지만, 모두 비용상승의 요인이 된다.
그래서, 본 실시형태 6에서는, 볼륨저항(VR)과 병렬로 고정저항(R)을 접속하고, 그 합성 저항치에 의해 조정할 수 있는 위상각의 편차를 억제하는 것이다. 고정저항은, 일반적으로 저항치가 ±2∼5%정도의 편차 범위 내에 들어가도록, 도 12(a)에 나타내는 볼륨저항(VR)이 예를 들면 100kΩ±30%정도의 편차를 갖는 경우라도, 12(b)에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 200kΩ±5%정도의 편차를 가지는 고정저항(R)을 병렬로 접속함으로써, 100kΩ+36%∼100kΩ-19.4%정도의 편차의 합성 저항치로 억제할 수 있다.
그런데, 도 11에 나타내는 전자스위치에 대해서 보충설명하면, 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)는 통상 오프이다. 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양단에서 다이오드 브리지(DB)를 통해서, 제어부(100)가 동작하기 위한 내부전원회로부(전원부)(4)가 설치되어 있다. 또한, 다이오드 브리지(DB)에 의해 전파정류된 출력파형도에 있어서, 0볼트 부근에서 제로 크로스 타이밍신호를 제어부(100)에 출력하는 제로 크로스 검출부(101)가 설치되어 있다. 그리고, 제어부(100)는, 그 타이밍으로 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 온 구동하는 신호를 출력하고, 볼륨저항(VR)과 콘덴서(C) 등에서 결정될 때 정수분의 시간(교류 절반주기 내의 시간)경과 후, 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 오프 구동하는 신호를 출력하도록 구성된다.
또, 부하(LD)의 단락 등으로 과전류가 흐르고, 션트저항(R5)의 양단 전압이 1∼1.5V정도의 전압 이상이 되면, 발광다이오드(D51, D52)에 전류가 흘러서 포토트랜지스터(PT7)가 온하게 되어 있다. 또, 도 11에 있어서, SW는 스위치이며, F는 퓨즈이며, 예를 들면 본 전자스위치에 포함된다.
(실시형태 7)
도 13은 본 발명에 의한 실시형태 7의 전자스위치의 회로도이다.
본 실시형태 7의 전자스위치는, 도 13에 나타낸 바와 같이, 제어부(100)와, 드라이브 회로부(102)와, 한쌍의 단자부(14, 14)를 구비함과 아울러, 한쌍의 단자부{14(T1), 14(T2)} 사이에, 앞에서 서술한 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 한쌍 역직렬로 접속해서 구비하고, 제어부(100)가 드라이브 회로부(102)를 통해서 위상제어(신호)에 의해 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 온, 오프하는 것이다.
보다 구체적으로는, 교류전원(AC)측의 단자부{14(T1)} 및 자기소호형 소자(Q21) 사이에 하나의 션트저항(R5)이 설치되어, 역병렬 접속의 한쌍의 발광다이오드(D51, D52) 및 포토트랜지스터(PT7)를 포함하는 포토트랜지스터 커플러(PTC)가 구비되어 있다. 한쌍의 발광다이오드(D51, D52)는 션트저항(R5)에 병렬로 접속되어 있다. 한편, 포토트랜지스터(PT7)는, 콜렉터가 저항(R73)을 통해서 구동전원(DC)에 접속됨과 아울러 제어부(100)의 하나의 입력포트에 접속되고, 이미터가 그라운드에 접속되어 있다.
그리고, 제어부(100)는 소정전류보다 큰 과전류가 션트저항(R5)에 흘렀을 때에 발생하는 그 션트저항(R5)의 양단 전압에 따라서, 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 온, 오프하는 제어를 순식간에 정지하도록 구성된다.
이와 같이 구성되는 전자스위치에서는, 상기 과전류가 션트저항(R5)에 흐르면, 상기 하나의 입력포트에 인가되는 전압레벨이 하이로부터 로우로 바뀌는 것에 의해, 제어부(100)가 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 온, 오프하는 제어를 순식간에 정지하므로, 한쌍의 단자부(14, 14) 사이에 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제할 수 있다. 또한, 제어부(100)가 마이크로 컴퓨터나 CMOS-IC 등으로 구성될 경우에(도 13에서는 마이크로 컴퓨터), 비용삭감 및 소형화가 가능해진다.
(실시형태 8)
도 14는 본 발명에 의한 실시형태 8의 전자스위치의 회로도이다.
본 실시형태 8의 전자스위치는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 제어부(100)와, 한쌍의 단자부{14(T1), 14(T2)}를 구비함과 아울러, 앞에서 서술한 자기소호형 소자를 Q2로서 하나 구비하고, 제어부(100)가 위상제어(신호)로 자기소호형 소자(Q2)를 온, 오프하는 것이다.
보다 구체적으로는, 한쌍의 단자부{14(T1), 14(T2)}에 교류 입력단자가 접속되는 다이오드 브리지(DB)와, 션트저항(R5)과, 사이리스터(S7)와, 발광다이오드(D5) 및 포토트랜지스터(PT7)를 포함하는 포토트랜지스터 커플러(PTC)가 구비되어 있다.
자기소호형 소자(Q2)는 오프시에 다이오드 브리지(DB)의 직류 출력단자간을 차단하도록, 자기소호형 소자(Q2)를 구성하는 MOS형 FET의 드레인 및 소스가 다이오드 브리지(DB)의 정극성 및 부극성 출력단자에 각각 접속되어 있다. 션트저항(R5)은, 다이오드 브리지(DB)의 정극성 출력단자와 자기소호형 소자(Q2) 사이에 설치되어 있다. 사이리스터(S7)는 저항(R2)을 통해서 자기소호형 소자(Q2)의 게이트·소스간에 접속되어 있다. 발광다이오드(D5)는 션트저항(R5)과 병렬로 접속되어 있다. 포토트랜지스터(PT7)는 콜렉터가 저항(R73)을 통해서 내부전원(DC)에 접속되고, 이미터가 사이리스터(S7)의 게이트에 접속되어 있다.
그리고, 소정전류보다 큰 과전류가 션트저항(R5)에 흘렀을 때에 발생하는 그 션트저항(R5)의 양단 전압으로 발광다이오드(D5)를 발광구동하고, 포토트랜지스터(PT7)를 순식간에 온으로 구동함으로써, 사이리스터(S7)를 순식간에 온으로 구동하도록 되어 있다.
이와 같이 구성되는 전자스위치에서는, 상기 과전류가 션트저항(R5)에 흐르면, 이 양단 전압이 발광다이오드(D5)를 발광시킬 수 있는 전압이상으로 상승하고, 포토트랜지스터(PT7)가 순식간에 온 구동함으로써, 사이리스터(S7)가 순식간에 온 구동해서 자기소호형 소자(Q2)의 게이트 전압을 빼내어, 자기소호형 소자(Q2)가 순식간에 오프로 된다.
이것에 의해, 한쌍의 단자부(14, 14) 사이에 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제할 수 있다. 또한, 자기소호형 소자(Q2) 및 션트저항(R5)이 각각 1개이면 되므로, 비용삭감 및 소형화가 가능해진다.
(실시형태 9)
도 15는 본 발명에 의한 실시형태 9의 전자스위치의 회로도이다.
본 실시형태 9의 전자스위치는, 실시형태 8과의 상위점으로서, 도 15에 나타낸 바와 같이 사이리스터(S7)를 폐지하고, 실시형태 7과 마찬가지로 제어부(100)가 한쌍의 단자부(14, 14) 사이에 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제하게 되어 있다.
즉, 포토트랜지스터(PT7)는, 콜렉터가 저항(R73)을 통해서 내부전원(DC) 에 접속되는 동시에 제어부(100)의 하나의 입력포트에 접속되고, 이미터가 그라운드에 접속되어 있다. 그리고, 제어부(100)가 소정전류보다 큰 과전류가 션트저항(R5)에 흘렀을 때에 발생하는 그 션트저항(R5)의 양단 전압에 따라서, 자기소호형 소자(Q2)를 온, 오프하는 제어를 순식간에 정지하도록 구성된다.
이와 같이 구성되는 전자스위치에서는, 상기 과전류가 션트저항(R5)에 흐르면, 상기 하나의 입력포트에 인가되는 전압레벨이 하이로부터 로우로 바뀌는 것에 의해, 제어부(100)가 자기소호형 소자(Q2)를 온, 오프하는 제어를 순식간에 정지하므로, 한쌍의 단자부(14, 14) 사이에 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제할 수 있다.
(실시형태 10)
도 16은 본 발명에 의한 실시형태 10의 전자스위치의 구성도, 도 17은 동 전자스위치의 정상시의 동작파형도, 도 18은 동 전자스위치의 과전류시의 동작파형도이다.
여기서, 상기 각 실시형태 중 예를 들면 실시형태 3의 전자스위치는, 도 7에 나타낸 것 같이, 자기소호형 (스위치)소자(Q21, Q22) 및 저항(R21, R22)에 의해 이루어지는 스위치 회로부와, 다이오드 브리지(정류기)(DB)로 이루어지는 정류회로부와, 내부전원을 각 부에 공급하는 내부전원회로부(도 7에서는 도시생략)와, 위상제어신호로 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 온, 오프하는 제어회로부(동 도면에서는 도시생략)를 구비하고 있는 외에, 과전류 검출회로부와, 과전류 보호회로부를 구비하고 있다.
과전류 검출회로부는, 단자부(T1, T2) 사이를 흐르는 전류가, 소정의 정격 전류보다 크고 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 내(耐)전류 이하가 되는 과전류 검출레벨에 도달하였는지 아닌지의 검출을 하는 것이며, 저항(션트저항)(R5)과, 발광다이오드(D51, D52)에 의해 구성되어 있다.
과전류 보호회로부는, 과전류 검출회로부에서 과전류 검출레벨에 이르렀다라는 검출결과가 얻어지면, 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자에의 위상제어신호를 빼내는 것이며, 포토사이리스터(PS7)와, 저항(R7)에 의해 구성되어 있다.
이와 같은 구성의 전자스위치에서는, 단자부(T1, T2) 사이에 과전류 검출레벨에 달하는 과전류가 흐르면, 발광다이오드가 발광함으로써 포토사이리스터(PS7)가 온으로 되고, 자기소호형 소자(Q21, Q22)가 오프로 되므로, 단자부(T1, T2) 사이가 차단되어 과전류가 흐르지 않게 된다.
그러나, 과전류에 따라서 단자부(T1, T2) 사이를 차단하는 구성에서는, 교류전원(AC) 및 그것에의 배선케이블의 인덕턴스에 기인하는 역기전력에 의해, 단자부(T1, T2) 사이에 과전압이 발생한다고 하는 문제가 있다.
이 문제는, 단자부(T1, T2) 사이에 서지흡수기(surge absorber)를 접속함으로써 해결가능하지만, 비용이 상승하고, 대형으로 되는 동시에 보다 고내압의 자기소호형 소자를 사용하지 않으면 안되게 된다. 즉, 200V이상의 교류전원(AC)으로 사용될 경우, 통상 사용시의 전압으로 도통하지 않도록, 1mA에서의 제한전압이 470V클래스로 되는 서지흡수기를 사용할 필요가 있지만, 이 서지흡수기에서는, 수암페아의 전류에서 제한전압이 600V를 초과하므로, 내전압 600V이하의 범용적인 자기소호형 소자를 사용할 수 없는 것이다. 또한, 보다 고내압의 자기소호형 소자를 사용하면, 온 저항, 온 전압이 높아져 발열이 커지므로, 부하 용량을 제한하거나 방열면적을 크게 하지 않으면 안된다.
본 실시형태 10의 전자스위치는, 과전류 보호시에, 교류전원 및 그것에의 배선케이블의 인덕턴스에 기인하는 역기전력에 의해, 한쌍의 자기소호형 소자에 큰스트레스가 작용하는 것을 방지하도록 구성된다.
즉, 본 실시형태 10의 전자스위치는, 도 16에 나타낸 바와 같이, 교류전원(AC)과 조명기구나 환기팬 등의 부하(LD)와의 사이에 설치되어, 교류전원(AC)으로부터 부하(LD)에의 공급전력을 위상제어로 조정하는 것이며, 스위치 회로부(2)와, 정류회로부(3)와, 내부전원회로부(4)와, 과전류 검출회로부(5)와, 과전압 검출회로부(6)와, 과전류 보호회로부(7)와, 과전압 보호회로부(8)와, 오프유지 회로부(9)와, 제어회로부(10)를 회로블록(1)에 구비하고 있다.
스위치 회로부(2)는, 부하(LD)를 통해서 교류전원(AC)이 인가되는 한쌍의 단자부(T1, T2) 사이에, 직렬로 접속되는 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)와, 이들 제어단자(게이트)에 각각 직렬로 접속되는 한쌍의 저항(R21, R22)에 의해 구성되어 있다. 자기소호형 소자(Q21, Q22)는, 모두 역병렬 접속의 기생다이오드를 갖는 MOS형 FET로 되어 있고, 본 실시형태 10에서는, 서로 역방향으로 소스끼리 직렬로 접속되어 있다. 또, 본 발명의 자기소호형 소자는, MOS형 FET에 한하지 않고, 바이폴러 트랜지스터와 이것에 역병렬 접속되는 다이오드에 의해 이루어지는 구성이어도 좋고, 또는 IGBT와 이것에 역병렬 접속되는 다이오드에 의해 이루어지는 구성 등이어도 좋다.
정류회로부(3)는, 한쌍의 단자부(T1, T2)에 양 교류 입력단자가 접속되고, 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22) 사이(도면에서는 Q21, Q22의 접속점)에 부극성 직류 출력단자가 접속되는 다이오드 브리지(정류기)(DB)에 의해 구성되어 있다.
내부전원회로부(4)는, 정류회로부(3)로부터의 직류전력을 평활하게 하거나하여 소정 레벨의 내부전원을 생성하고, 이것을 전자스위치의 각 부(제어회로부(10) 등)에 공급하는 것이다.
과전류 검출회로부(5)는, 한쌍의 단자부(T1, T2) 사이를 흐르는 전류가, 소정의 정격전류보다 크고 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 내전류 이하로 되는 과전류 검출레벨에 이른 것인가 아닌가의 검출을 하는 것이다. 도면에서는, 단자부(T1)와 자기소호형 소자(Q21) 사이에 설치되어, 한쌍의 단자부(T1, T2) 사이를 흐르는 전류를 전압으로 변환하는 전류전압 변환기로서의 저항(션트저항)(R5)과, 이 저항(R5)과 병렬로 접속되어, 저항(R5)으로 변환된 전압이 상기 과전류 검출레벨에 상당하는 전압에 도달했을 때에 발광하는 역병렬 접속의 한쌍의 발광다이오드(D51, D52)에 의해 구성되어 있다.
과전압 검출회로부(6)는, 한쌍의 단자부(T1, T2) 사이에 인가되는 전압이, 적어도 교류전원(AC)보다 높은 과전압 검출레벨에 이른 것인가 아닌가의 검출을 하는 것이다. 본 실시형태 10에서는, 다이오드 브리지(DB)의 정극성 직류 출력단자와 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자측(도면에서는 저항(R21, R22)의 접속점)에 각각 캐소드와 애노드가 접속되는 제너다이오드(ZD6)에 의해 구성되어 있다.
과전류 보호회로부(7)는, 과전류 검출회로부(5)에서 과전류 검출레벨에 이르렀다라는 검출결과가 얻어지면, 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자에의 위상제어신호를 빼내는 것이다. 도면에서는, 자기소호형 소자(Q21, Q22) 사이와 그들 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자측에 각각 캐소드 및 게이트와 애노드가 접속되어 과전류 검출회로부(5)의 발광다이오드의 발광에 의해 온으로 되는 포토사이리스터(PS7)와, 이 게이트와 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 접속점 사이에 설치되는 저항(R7)에 의해 구성되어 있다.
여기서, 본 실시형태 10의 과전류 보호회로부(7)의 포토사이리스터(PS7)는, 과전압 검출회로부(6)에서 과전류 검출레벨에 이르렀다라는 검출결과가 얻어지지 않는 시점부터, 상기 위상제어신호가 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 오프하는 로우레벨의 신호로 변할 때까지의 기간, 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 오프로 유지하는 오프유지 회로부(9)에 의해 공용되는 구성으로 되어 있다. 또, 포토사이리스터(PS7) 및 과전류 검출회로부(5)의 발광다이오드(D51, D52)는, 포토사이리스터 커플러에 의해 이루어진다.
과전압 보호회로부(8)는, 과전압 검출회로부(6)에서 과전압 검출레벨에 이르렀다라는 검출결과가 얻어지면, 위상제어신호와는 달리, 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자에 대하여, 한쌍의 단자부(T1, T2) 사이의 전압을 교류전원(AC)보다 높고 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 내전압 이하가 되는 과전압 제한레벨로 억제하는 신호를 출력하는 것이다. 도면에서는, 제너다이오드(ZD6)와, 다이오드(D8)와, 저항(R8)에 의해 구성되고, 과전압 검출회로부(6)와 제너다이오드(ZD6)를 공용하는 구성으로 되어 있다. 과전압 검출레벨 및 과전압 제한레벨은 동일하고, 제너다이오드(ZD6)는 그들 쌍방에 상당하는 제너전압으로 설정된다. 다이오드(D8)는, 위상제어신호의 과전압 검출회로부(6) 내에의 유입을 방지하기 위한 것인다. 저항(R8)은, 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자가 접지되는 것을 방지해서 과전압 보호회로부(8)를 동작시키기 위한 것이다.
제어회로부(10)는, 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자에 대하여, 도시생략의 조작부에 대한 조작에 따른 점호각에 대응하는 위상제어신호를 출력함으로써, 그들 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 온, 오프하는 것이다.
다음에 본 실시형태 10의 정상시의 동작에 대해서 설명한다. 도 17에 나타낸 바와 같이, 교류전원(AC)의 제로 크로스 시점(t1)에서 제어회로부(10)로부터 출력되는 위상제어신호가 하이레벨로 되고, 자기소호형 소자(Q21, Q22)가 온으로 된다. 이것에 의해, 한쌍의 단자부(T1, T2) 사이에, 교류전원(AC)에 따른 부하전류가 흐른다. 이 때, 단자부(T1, T2)간 전압(단자부 사이 전압)은, 거의 제로가 된다. 이 후, 조작에 따른 점호각의 종점에 대응하는 시점(t2)에서, 제어회로부(10)로부터 출력되는 제어신호가 로우레벨이 되고, 자기소호형 소자(Q21, Q22)가 오프로 된다. 이것에 의해, 한쌍의 단자부(T1, T2) 사이가 차단되어, 부하전류가 대부분 흐르지 않게 된다. 이 때, 단자부(T1, T2) 사이에 교류전원(AC)의 전압이 인가되어 내부전원회로(4)가 동작한다. 이러한 일련의 동작이, 위상제어신호에 따라서 교류전원(AC)의 반파마다 반복된다.
다음에 본 실시형태 10의 과전류시의 동작에 대해서 설명한다. 돌입전류 발생시나, 부하단락이나 블로우아웃시 등에서, 도 18에 나타낸 바와 같이, 과전류 검출레벨에 도달하는 과전류(부하전류)가 발생하고, 단자부(T1, T2) 사이를 흐르는 전류가 과전류 검출레벨에 달하면(t10), 과전류 검출레벨에 도달하고 있는 동안의 과전류 검출기간(TM1), 과전류 검출회로부(5)의 발광다이오드가 점등하므로, 포토사이리스터(PS7)가 온으로 된다.
포토사이리스터(PS7)가 온으로 되면, 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자(게이트)에의 위상제어신호가 빼내어지고, 각 제어단자 전압(게이트 전압)이 강하하기 시작한다. 그리고, 게이트 전압이 강하함에 따라, 각 자기소호형 소자의 온 저항이 상승하므로, 단자부(T1, T2) 사이 전압이 상승한다. 이 후, 과전류(부하전류)가 상승에서 하강으로 바뀌면, 교류전원(AC) 및 그것에의 도시하지 않은 배선 케이블 인덕턴스에 기인하는 역기전력에 의해, 단자부(T1, T2)간 전압이 교류전원(AC)보다 상승한다. 이것에 의해, 단자부(T1, T2)간 전압이 과전압 검출레벨(과전압 제한레벨)에 도달하면(t11), 과전압 검출레벨에 이르는 동안의 과전압 검출기간(TM2), 제너다이오드(ZD6)가 도통, 비도통을 반복한다.
즉, 과전압 제한레벨에 도달해서 제너다이오드(ZD6)가 도통하면, 다이오드 브리지(DB)의 정극성 직류 출력단자가 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자측에 접속되는 것에 의해, 정극성 직류 출력단자의 전압상승에 따라, 각 자기소호형 소자의 게이트 한계값 전압에 달하면, 각 자기소호형 소자가 온으로 된다. 이것에 의해, 다이오드 브리지(DB)의 양단 전압이 상승으로부터 하강으로 바뀌고, 정극성 직류 출력단자의 전압이 과전압 제한레벨을 밑돌면, 제너다이오드(ZD6)가 비도통으로 되지만, 과전압에 의해 정극성 직류 출력단자의 전압이 다시 상승으로 바뀐다. 그리고, 과전압 제한레벨에 이르러서 제너다이오드(ZD6)가 도통하면, 게이트 전압이 상승하기 시작하고, 각 자기소호형 소자의 게이트 한계값 전압에 도달하여 각 자기소호형 소자가 온으로 된다. 이러한 동작은, 과전압(단자부(T1, T2)간 전압)이과전압 검출레벨에 도달하는 과전압 검출기간(TM2) 반복되므로, 단자부(T1, T2)간 전압이 과전압 제한레벨로 억제되게 된다. 그리고, 과전류 차단이 완료되어 과전압 검출기간(TM2)이 종료되면, 단자부(T1, T2)간 전압은 교류전원(AC)의 레벨에 안착된다.
또한, 과전류가 감소해 가는 도중에 과전류 검출레벨을 밑돌면 과전류 검출 회로부(5)의 발광다이오드가 소등되지만, 포토사이리스터(PS7)는 제어회로부(10)로부터 온용의 하이레벨의 위상제어신호를 받고 있는 동안 온을 유지하므로, 위상제어신호가 오프용의 로우레벨로 바뀐 시점에서 오프로 된다.
상기 동작은, 과전류 검출레벨에 도달하는 과전류가 발생할 때마다 실행된다. 예를 들면, 부하(LD)가 백열등인 경우에는, 시동시의 돌입전류가 반파마다 제한되어, 필라멘트가 따뜻해져 과전류 검출레벨에 도달하지 않게 될 때까지 상기 동작이 반복된다. 부하(LD)가 단락된 경우에는, 단락상태가 제거될 때까지 상기 동작이 반복된다. 블로우아웃의 경우에는, 필라멘트 또는 전구 내의 퓨즈가 단선될 때까지 상기 동작이 반복된다.
이상, 본 실시형태 10에 따르면, 과전류 검출레벨에 이르렀다라는 검출결과가 얻어지고, 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자에의 위상제어신호가 빼내어지는 것에 의해, 교류전원(AC) 및 그것에의 배선케이블의 인덕턴스에 기인하는 역기전력으로 한쌍의 단자부(T1, T2) 사이의 전압이 교류전원(AC)보다 상승하지만, 한쌍의 단자부(T1, T2) 사이의 전압이 과전압 검출레벨(과전압 제한레벨)에 도달했다라는 검출결과가 얻어지면, 과전압 보호회로부(8)에 의해 한쌍의 단자부(T1, T2) 사이의 전압이 과전압 제한레벨로 억제되므로, 과전류 보호시에, 교류전원(AC) 및 그것에의 배선케이블의 인덕턴스에 기인하는 역기전력으로, 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)에 큰 스트레스가 작용하는 것을 방지할 수 있다.
또, 과전류 검출레벨에 이르렀다라는 검출결과가 얻어지지 않게 되는 시점의 후에, 위상제어신호에 의한 본래의 위상제어의 타이밍과는 다른 타이밍으로, 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)가 온되는 것을 방지할 수 있으므로, 교류전원(AC)의 제로 크로스시 이외에 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)가 온으로 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 포토사이리스터(PS7)가 갖는 특성을 이용함으로써, 과전류 보호회로부(7) 및 오프유지 회로부(9)를 간단히 구성할 수 있고, 소형화가 가능해진다. 또, 서지흡수기가 불필요하게 된다.
(실시형태 11)
도 19는 본 발명에 의한 실시형태 11의 전자스위치의 구성도이다.
본 실시형태 11의 전자스위치는, 실시형태 10과의 상위점으로서, 도 19에 나타낸 바와 같이, 과전압 보호회로부(8)에 있어서, 다이오드(D8)와 제너다이오드(ZD6) 사이에 개재하여 콜렉터에 내부전원이 입력되고, 이미터와 베이스가 각각 다이오드(D8)의 애노드와 제너다이오드(ZD6)의 애노드측에 접속되는 트랜지스터(Tr8)와, 이 베이스와 제너다이오드(ZD6)의 애노드 사이에 설치되는 저항(R80)을 설치한 것을 특징으로 한다. 즉, 제너다이오드(ZD6)에 흐르는 전류를 트랜지스터(Tr8)에 의해 증폭하는 구성으로 되어 있다.
실시형태 10에서는, 제너다이오드(ZD6)에 고내압의 것을 사용할 필요가 있다. 또, 고전압으로 전류가 흐르면 손실이 크므로, 대형의 파워제너다이오드가 필요하게 된다.
이것에 대하여, 본 실시형태 11에 따르면, 트랜지스터(Tr8)를 설치함으로써, 고내압이고 대형의 파워제너다이오드를 사용할 필요가 없어지고, 신호레벨이 소형인 제너다이오드를 사용하는 것이 가능해지므로, 비용절감 및 소형화가 가능해진다. 또한, 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자에 대하여, 과전압 제한레벨로 억제하는 신호를 고속으로 출력할 수 있고, 과전압으로부터 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 바람직하게 보호할 수 있다.
(실시형태 12)
도 20은 본 발명에 의한 실시형태 12의 전자스위치의 구성도이다.
본 실시형태 12의 전자스위치는, 실시형태 10과의 상위점으로서, 도 20에 나타낸 바와 같이, 과전압 검출회로부(6)가 제너다이오드(ZD6) 대신에 과전압 제한레벨과 같은 과전압 검출레벨에 대한 다이오드 브리지(DB)의 정극성 직류 출력단자로부터의 전압레벨의 오차분을 증폭하는 오차증폭기(60)를 포함하고, 과전압 보호회로부(8)가 오차증폭기(60)로부터의 출력을 받아서 과전압 제한레벨로 억제하는 신호를 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자에 출력하는 것을 특징으로 한다.
도 20에서는, 과전압 검출회로부(6)는, 출력단자가 다이오드(D8)의 애노드에 접속되는 오차증폭기(60)와, 상기 과전압 제한레벨과 같은 과전압 검출레벨로 되는 기준전압의 출력단과 오차증폭기(60)의 반전 입력단자 사이에 설치되는 저항(R61)과, 오차증폭기(60)의 비반전 입력단자와 다이오드 브리지(DB)의 정극성 직류 출력단자 사이에 설치되는 저항(R62)과, 오차증폭기(60)의 비반전 입력단자와 그라운드 사이에 설치되는 저항(R63)과, 오차증폭기(60)의 반전 입력단자와 출력단자 사이에 접속되는 저항(R64)과, 이것에 병렬로 접속되는 콘덴서(C6)를 구비하고 있다. 이 구성에서는, 다이오드 브리지(DB)의 정극성 직류 출력단자의 전압이 저항(R62, R63)으로 분압되어서 오차증폭기(60)의 비반전 입력단자에 입력되고, 상기 기준전압과의 오차분이 증폭된다.
다음에 본 실시형태 12의 특징으로 되는 동작에 대해서 설명한다. 과전류가 발생하지 않고, 과전압이 발생하지 않으면, 오차증폭기(60)의 비반전 입력단자에 입력되는 전압이 반전 입력단자에 입력되는 기준전압보다 낮아져, 오차증폭기(60)의 출력신호는 로우레벨로 된다. 이 경우, 위상제어신호는, 서로 협조하는 과전압 검출회로부(6) 및 과전압 보호회로부(8)의 영향을 받지 않고, 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 통상의 동작으로 온, 오프시킨다.
한편, 과전류 검출레벨에 도달하는 과전류가 발생하면, 과전류 검출회로부(5) 및 과전류 보호회로부(7)가 실시형태 10과 마찬가지로 동작하고, 이 후, 과전압 검출레벨(과전압 제한레벨)에 도달하는 과전압이 발생하면, 오차증폭기(60)의 출력신호가 하이레벨로 되고, 과전압 보호회로부(8)가 그 출력 신호를 받아서 과전압 제한레벨로 억제하는 신호를 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자에 출력한다. 즉, 단자부(T1, T2)간 전압이 상승해서 과전압 검출레벨에 달한 순간에 오차증폭기(60)의 출력신호가 하이레벨로 되어서 과전압 보호회로부(8) 경유로 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 온으로 하고, 이것에 의해, 단자부(T1, T2)간 전압이 상승으로부터 하강으로 변해서 과전압 검출레벨을 밑돈 순간에 오차증폭기(60)의 출력신호가 로우레벨로 되어서 과전압 보호회로부(8) 경유로 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 오프함으로써, 단자부(T1, T2)간 전압을 과전압 제한레벨로 억제하는 것이다. 이러한 동작은, 과전압(단자부(T1, T2)간 전압)이 과전압 검출레벨에 도달하는 과전압 검출기간 반복된다.
실시형태 10에서는, 제너전압의 편차나 온도특성에 따라, 과전압 제한레벨이 변동하므로, 그 변동폭을 예상한 내전압 성능을 가지는 자기소호형 소자를 사용할 필요가 있지만, 본 실시형태 12에 의하면, 단자부(T1, T2)간의 전압을 정밀도 좋게 과전압 제한레벨로 억제할 수 있으므로, 보다 내전압이 낮고 보다 저비용인 자기소호형 소자를 사용할 수 있음과 아울러, 자기소호형 소자의 발열을 억제할 수 있다.
(실시형태 13)
도 21은 본 발명에 의한 실시형태 13의 전자스위치의 구성도, 도 22는 동 전자스위치의 과전류시의 동작파형도이다.
본 실시형태 13의 전자스위치는, 도 21에 나타낸 바와 같이, 스위치 회로부(2)와, 정류회로부(3)와, 내부전원회로부(4)와, 과전압 검출회로부(6)와, 과전압 보호회로부(8)와, 제어회로부(10)를 실시형태 10에서 12 중 어느 하나(도 21의 예에서는 실시형태 10)와 마찬가지로 구비하고 있는 것 이외에, 실시형태 10과는 상위한, 과전류 검출회로부(5)와, 과전류 보호회로부(7)와, 오프유지 회로부(9)를 구비하고 있다.
과전류 검출회로부(5)는, 한쌍의 단자부(T1, T2) 사이에 흐르는 전류를 전압으로 변환하는 것으로서 저항(션트저항)(R51, R52) 및 다이오드(D53, D54)에 의해 구성되는 전류전압 변환기와, 이 전류전압 변환기로 변환된 전압이 과전류 검출레벨에 상당하는 전압(기준전압)에 도달하였을 때에, 과전류 검출레벨에 도달하였다라는 검출결과를 나타내는 신호를 출력하는 비교기(50)를 구비하고 있다. 즉, 과전류 검출회로부(5)의 출력측은, 오픈콜렉터형 출력의 비교기(50) 및 저항(R53, R54)에 의해 구성되고, 한쌍의 단자부(T1, T2) 사이에 흐르는 전류가 과전류 검출레벨에 도달하면 로우레벨의 신호를 출력하는 한편, 그렇지 않으면 하이레벨의 신호를 출력하게 되어 있다.
과전류 보호회로부(7) 및 오프유지 회로부(9)는, 오픈콜렉터형 출력의 비교기(70)를 공용하는 구성으로 되어 있다. 비교기(70)는, 과전류 검출회로부(5)로부터의 신호를 한쪽(도면에서는 비반전 입력단자)의 입력으로 해서 과전류 검출레벨에 이르렀다라는 검출결과를 나타내는 신호가 출력되는 경우에, 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자에의 위상제어신호를 빼내어 유지하고, 위상제어신호를 다른 한쪽(도면에서는 반전 입력단자)의 입력으로 해서 위상제어신호가 정지했을 경우에, 오프유지 회로부(9)로서의 상기 위상제어신호의 빼내기 유지의 동작을 정지하도록, 출력단자가 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자측에 접속되어 있다.
즉, 과전류 보호회로부(7)는 다이오드(D7) 및 비교기(70)에 의해 구성되고, 도 22에 나타낸 바와 같이, 비교기(50)의 출력이 로우레벨이 될 경우에 로우레벨의신호를 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자측에 출력하게 되어 있다. 한편, 오프유지 회로부(9)는, 비교기(70) 및 저항(R91∼R94)에 의해 구성되고, 비교기(50)의 출력이 로우레벨로부터 하이레벨로 될 경우에, 제어회로부(10)로부터의 위상제어신호를 저항(R93, R94)으로 분압한 반전 입력단자의 전압 레벨보다 낮은 하이레벨로 되는 신호가 비반전 입력단자에 입력됨으로써, 위상제어신호가 로우레벨이 될 때까지, 비교기(70)의 출력을 로우레벨로 유지하게 되어 있다. 비교기(70)의 비반전 입력단자에는, 내부전원회로부(4)에 의한 내부전원을 저항(R91, R92)으로 분압한 전압에 의해, 상기 하이레벨로 되는 신호가 입력된다. 즉, 저항(R91, R92)은, 상기 하이레벨로 되는 신호가 상기 비교기(70)의 비반전 입력단자에의 전압레벨보다 낮아지도록 설정된다.
다음에 본 실시형태 13의 특징으로 되는 동작에 대해서 설명한다. 도 22에 나타낸 바와 같이, 과전류 검출레벨에 도달하는 과전류가 발생하여, 단자부(T1, T2) 사이를 흐르는 전류가 과전류 검출레벨에 도달하면(t20), 과전류 검출레벨에 도달하고 있는 동안의 과전류 검출기간(TM1), 과전류 검출회로부(5)의 비교기(50)의 출력이 로우레벨로 되고, 과전류 보호회로부(7)의 비교기(70)의 출력이 로우레벨로 된다.
비교기(70)의 출력이 로우레벨로 되면, 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자에의 위상제어신호가 빼내어져, 각 게이트 전압이 강하하기 시작한다. 그리고, 게이트 전압이 강하함에 따라 단자부(T1, T2)간 전압이 상승한다. 이 후, 과전류가 상승으로부터 하강으로 변하면, 단자부(T1, T2)간 전압이 교류전원(AC)보다상승한다. 이것에 의해, 단자부(T1, T2)간 전압이 과전압 검출레벨(과전압 제한레벨)에 도달하면, 과전압 검출레벨에 이르는 동안의 과전압 검출기간, 제너다이오드(ZD6)가 도통, 비도통을 반복하여, 단자부(T1, T2)간 전압이 과전압 제한레벨로 억제된다. 그리고, 과전압 검출기간이 종료하면, 단자부(T1, T2)간 전압은 교류전원(AC)의 레벨로 안착된다.
한편, 과전류가 감소되어 가는 도중에 과전류 검출레벨을 밑돌면(t21), 비교기(50)로부터 비교기(70)의 비반전 입력단자에 입력되는 신호가 하이레벨로 되지만, 비교기(70)의 반전 입력단자에 입력되는 위상제어신호의 하이레벨보다 낮으므로, 비교기(70)의 출력은 로우레벨로 유지되어, 위상제어신호가 로우레벨로 된 시점(t22)에서 하이레벨에 바뀐다.
본 실시형태 13에 따르면, 과전류 검출회로부(5)를 전류전압 변환기 및 비교기(50)로 구성했으므로, 한쌍의 단자부(T1, T2) 사이를 흐르는 전류가 과전류 검출레벨에 도달한 것인가 아닌가의 검출 정밀도를 좋게 할 수 있다. 이것에 의해, 보다 내전류가 낮고 보다 저비용의 자기소호형 소자를 사용할 수 있음과 아울러, 자기소호형 소자의 발열을 억제할 수 있다.
또, 포토사이리스터 커플러를 사용하는 구성에서는, 포토사이리스터(PS7)의 응답속도가 느리기 때문에 금방 온 상태로 이행할 수 없는 것에 대해, 본 실시형태 13에 따르면, 과전류 검출회로부(5)는 금방 출력 로우상태로 이행할 수 있다.
또, 포토사이리스터 커플러를 사용하는 구성에서는, 각 발광다이오드의 발광 타이밍에 개체차가 있고, 포토사이리스터(PS7)의 트리거에 필요한 광량도 편차가있으며, 그 편차가 주위온도의 영향을 받는 것에 대해, 본 실시형태 13에 의하면, 기준전압을 사용함으로써 편차를 억제한 정확한 동작이 가능해진다.
또한, 과전류 보호회로부(7) 및 오프유지 회로부(9)를 비교기(70) 등으로 간단히 구성할 수 있어 소형화가 가능해진다.
(실시형태 14)
도 23은 본 발명에 의한 실시형태 14의 전자스위치의 구성도이다.
본 실시형태 14의 전자스위치는, 실시형태 13과의 상위점으로서, 도 23에 나타낸 바와 같이, 과전류 보호회로부(7)가 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자측과 그라운드 사이에 설치되는 PNP형의 트랜지스터(Tr7)를 포함하고, 이 트랜지스터(Tr7)의 제어단자(베이스) 측에 자기의 비교기(70)의 출력단자가 접속되어 있는 구성으로 되어 있다. 보다 구체적으로는, 다이오드(D7) 및 저항(R8) 사이에 트랜지스터(Tr7)가 설치되어, 트랜지스터(Tr7)의 이미터 및 베이스가 다이오드(D7)의 캐소드 및 저항(R74)에 각각 접속되어 있다. 그리고, 트랜지스터(Tr7)의 콜렉터와 그라운드 사이에 상기 저항(R8)이 설치되어 있다.
실시형태 13에서는, 위상제어신호가 비교기(70)의 출력에서 직접 빼내어지지만, 비교기(70)가 IC구성일 경우, 통전용량에 한계가 있기 때문에 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 게이트단자에 있어서의 비교적 큰 정전용량에 의해, 게이트 전류를 급속히 빼낼 수 없어, 순식간에 전류차단동작으로 이행할 수 없다.
이것에 대하여, 본 실시형태 14에 의하면, 트랜지스터(Tr7)를 설치함으로써 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자에의 위상제어신호를 빼내는 응답성을 좋게 할 수 있으므로, 부하단락 등에서의 보다 상승이 빠른 과전류에 대하여, 작은 전류값으로 제한해서 전류차단을 할 수 있어, 보다 소형의 저렴한 자기소호형 소자를 사용할 수 있다.
(실시형태 15)
도 24는 본 발명에 의한 실시형태 15의 전자스위치의 구성도, 도 25는 인덕턴스와 과전류 내량(耐量)과의 관계를 나타내는 도면이다.
본 실시형태 15의 전자스위치는, 도 24에 나타낸 바와 같이, 실시형태 13, 14(도 24의 예에서는 실시형태 14)와의 상위점으로서, 과전류 검출회로부(5)가 자기의 전류전압 변환기 및 비교기(50) 사이에, 자기의 전류전압 변환기로 변환된 전압을 미분하는 미분회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 미분회로부는, 저항(R53)과, 이 저항(R53) 및 비교기(50)의 반전 입력단자의 접속점과 전류전압 변환기의 출력(다이오드(D53, D54)의 양 캐소드)과의 사이에 설치되는 저항(R55)과, 이것에 병렬로 접속되는 콘덴서(C5)에 의해 구성되어 있다.
여기서, 교류전원(AC)의 제로 크로스로 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 온 했을 경우의 돌입전류는, 교류전원(AC)의 상승에 따라서 증가해 간다. 교류전원(AC)의 주파수는 일반적으로 50Hz 또는 60Hz이기 때문에, 돌입전류의 상승은 비교적 늦어지므로, 교류전원(AC) 및 그것에의 배선케이블의 인덕턴스가 바뀌었다고 해도 일정한 전류값으로 과전류를 차단할 수 있다.
그러나, 도 25에 나타낸 바와 같이, 인덕턴스가 작으면 과전류의 상승이 빨라지므로, 자기소호형 소자(Q21, Q22)에 대하여 게이트의 정전용량에 의해 전류빼내기에 시간이 걸리면, 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 온시에 교류전원(AC)의 전압이 높은 상태로, 블로우아웃이나 부하단락에 의해 과전류가 발생했을 경우에, 과전류가 지나치게 커지는 문제가 있다.
본 실시형태 15에 따르면, 인덕턴스가 작을 경우에, 상승이 급속한 과전류가 발생했다고 하여도, 미분회로부를 설치함으로써 아직 과전류가 작은 시점에서 과전류라고 판정할 수 있으므로, 게이트 전류의 빼내기에 의한 동작지연을 보충할 수 있고, 과전류가 지나치게 커지는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해, 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 과전류로부터 바람직하게 보호할 수 있다.
(실시형태 16)
도 26은 본 발명에 의한 실시형태 16의 전자스위치의 구성도이다.
본 실시형태 16의 전자스위치는, 도 26에 나타낸 바와 같이, 실시형태 10∼15(도 26의 예에서는 실시형태 15)와의 상위점으로서, 소정의 단위시간에 과전류 검출회로부(5)에서 과전류 검출레벨에 이르렀다라는 검출결과가 얻어진 회수를 계수하는 계수수단(도시 생략)을 제어회로부(10) 내에 구비하고, 이 계수수단으로 계수된 단위시간당의 회수가 소정회수에 달했을 경우에, 제어회로부(10)가 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)의 양 제어단자에 대한 위상제어신호의 출력을 정지하는 것을 특징으로 한다. 도면에서는, 다이오드(D7)의 애노드의 전압(자기소호형 소자의 게이트 전압의 저하)을 감시함으로써, 상기 회수를 계수하게 되어 있다.
본 실시형태 16에 따르면, 단위시간당의 회수가 소정회수에 달했을 경우, 어떠한 고장이 발생했다고 간주할 수 있으므로, 그 경우에 위상제어신호의 출력을 정지함으로써 어떠한 고장이 발생했다고 간주할 수 있는 상태로 전자스위치가 동작하는 것을 방지할 수 있는 것 이외에, 소비전력을 저감하는 것이 가능해진다.
(실시형태 17)
도 27은 본 발명에 의한 실시형태 17의 전자스위치의 구성도(a) 및 동 전자스위치 내의 제어회로부의 일례로서의 구성도(b), 도 28은 동 전자스위치의 동작 파형도이다.
여기서, 부하(LD)가 조명기구일 경우에 있어서, 부하(LD)의 최대 점등시에는, 도 28에 나타내는 약간의 「최대 점등시 자기소호형 소자 전압」밖에 자기소호형 소자(단자부(T1, T2)사이)에 인가하지 않는다. 최소 점등시에는, 도 28에 나타내는 높은 「최소 점등시 자기소호형 소자 전압」이 자기소호형 소자(단자부(T1, T2)사이)에 인가되므로, 단자부(T1, T2) 사이의 전압을 정류해서 출력하는 다이오드 브리지(DB)의 출력전압이 높아지고, 이 높아진 전압이 내부전원회로부(4)에 인가되게 된다.
자기소호형 소자(Q21, Q22)의 온 기간(TM3)인 예를 들면 종료직전에 있어서도, 약간의 「최대 점등시 자기소호형 소자 전압」을 이용해서 보다 많은 전력을 확보하도록 내부전원회로부(4)를 동작시킬 경우, 상기한 바와 같이 「최소 점등시 자기소호형 소자 전압」이 「최대 점등시 자기소호형 소자 전압」에 비하여 지나치게 높아지면, 내부전원회로부(4) 내의 소자(후술의 트랜지스터(Tr4))의 온도가 보다 상승하여, 더 한층 발열 대책 등이 필요하게 된다. 그러나, 전자스위치는, 치수의 제한을 받기 때문에, 도 2에 나타낸 방열판(16)을 크게 하는 것에도 한도가 있다.
본 실시형태 17의 전자스위치는, 도 27에 나타낸 바와 같이, 실시형태 10∼16(도 27의 예에서는 실시형태 16)과의 상위점으로서, 다이오드 브리지(DB)의 양 직류 출력단자 사이에서의 직류전압을 안정화해서 내부전원을 생성하는 내부전원회로부(4)에 대하여, 제어회로부(10)가 간헐동작을 시키는 것에 의해, 상기 발열의 대책을 채용하게 되어 있다.
내부전원회로부(4)는 애노드 접지의 제너다이오드(ZD4)와, 저항(R41)와, 이것을 통하여 다이오드 브리지(DB)의 정극성 직류 출력단자에 일단(콜렉터)이 접속됨과 아울러, 제너다이오드(ZD4)를 통해서 다이오드 브리지(DB)의 부극성 직류 출력단자에 제어단자(베이스)가 접속되는 트랜지스터(Tr4)와, 이 콜렉터·베이스간에 접속되는 저항(R42)과, 트랜지스터(Tr4)의 타단(이미터)과 제어단자측 사이에 접속되는 평활 콘덴서(C4)에 의해 구성되어 있다. 또, 트랜지스터(Tr4)는 바이폴러형에 한정되지 않고, 예를 들면 Bi-CMOS형이라도 좋다.
제어회로부(10)는, 예를 들면 멀티바이브레이터(100a, 100b)를 2개 내장하는 CMOS-IC에 의해 구성되는 제어부(100) 등을 구비하는 것 이외에, 내부전원회로부(4)의 트랜지스터(Tr4)의 제어단자와 다이오드 브리지(DB)의 부극성 직류 출력단자 사이에 접속되는 간헐동작용의 스위치소자(도면에서는 트랜지스터)(Tr10)와, 이 베이스와 한쪽의 멀티바이브레이터(100a)의 출력 사이에 설치되는 저항(R10)을 구비하고 있다.
제어부(100)에 있어서, 멀티바이브레이터(100a)는, 도 28에 나타낸 바와 같이, 다른쪽의 멀티 바이브레이터(100b)로부터 출력되는 앞에서 서술한 위상제어신호에 의해 한쌍의 자기소호형 소자(Q21, Q22)를 온하고 있는 기간(TM3)의 일부의 기간(TM4)에 있어서, 스위치소자(Tr10)를 온으로 하는 한편, 그 일부의 기간 외의 기간(TM5)에 있어서 스위치소자(Tr10)를 오프로 한다.
본 실시형태 17에 따르면, 예를 들면 부하(LD)가 조명기구일 경우의 그 조광하한 점등시에, 한쌍의 단자부(T1, T2) 사이의 전압이 높아져서 다이오드 브리지(DB)의 양 직류 출력단자간의 전압이 높아졌다고 해도, 한쌍의 단자부(T1, T2) 사이의 전압이 높아지는 기간(TM3)의 일부의 기간(TM4)에 있어서, 내부전원회로(4)의 트랜지스터(Tr4)의 동작이 정지하므로, 트랜지스터(Tr4)의 발열을 억제할 수 있다.
이상, 본 발명을 상세하게 그 가장 바람직한 몇개의 실시형태에 의해 설명했지만, 본 발명은, 그들 바람직한 실시형태에 대한 각 구성요건의 조합 및 배열에 한정되는 것이 아니며, 그들 실시형태에 대한 각 구성요건의 조합 및 배열은, 본 발명의 정신 및 범위에 반하는 일 없이 여러가지 변경할 수 있는 것이다.
본 발명에 의하면, 한쌍의 단자부 사이에 과전류가 흐르는 것을 순식간에 해제할 수 있다.

Claims (20)

  1. 부하를 통해서 교류전류를 인가하는 한쌍의 단자부 사이에 접속되는 자기소호형 소자를 구비하고, 이 자기소호형 소자를 위상제어신호에 의해 온, 오프하는 전자스위치로서,
    상기 한쌍의 단자부 사이를 흐르는 전류가, 소정 전류보다 큰 과전류에 도달하였는지 아닌지를 검출하는 과전류 검출수단; 및
    상기 과전류 검출수단으로 과전류에 도달하였다는 검출결과가 얻어지면, 상기 자기소호형 소자의 제어단자에의 위상제어신호를 빼내는 과전류 보호수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자기소호형 소자로서, 상기 한쌍의 단자부 사이에 일방향 온오프 제어구성의 자기소호형 소자를 한쌍 역직렬로 접속하여 구비함과 아울러,
    상기 한쌍의 단자부 사이에 설치됨과 아울러 상기 한쌍의 자기소호형 소자와 직렬로 접속되는 상기 과전류 검출수단으로서의 저항과, 구동시에 상기 자기소호형 소자의 제어단자에 인가되는 제어전압을 빼내는 상기 과전류 보호수단으로서의 스위치소자를 구비하고,
    상기 소정 전류보다 큰 과전류가 상기 저항에 흘렀을 때에 발생하는 그 저항의 양단 전압으로 상기 스위치소자를 구동하는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 한쌍의 자기소호형 소자로서의 제1 및 제2자기소호형 소자 사이에, 상기 저항으로서의 제1 및 제2션트저항을 각각 직렬로 설치하여 구비함과 아울러, 상기 제1 및 제2자기소호형 소자의 제어단자 사이에, 상기 스위치소자로서의 제1 및 제2스위치소자를 각각 직렬로 접속하여 구비하고,
    상기 제1 및 제2션트저항의 접속점과 상기 제1 및 제2스위치소자의 접속점을 접속하고, 상기 제1스위치소자의 제어단자를 상기 제1자기소호형 소자와 상기 제1션트저항의 접속점측에 접속하고, 상기 제2스위치소자의 제어단자를 상기 제2자기소호형 소자와 상기 제2션트저항의 접속점측에 접속하여 구성되며,
    상기 제1 및 제2션트저항에 과전류가 흘렀을 때에 발생하는 그들 제1 및 제2션트저항의 양단 전압으로 상기 제1 및 제2스위치소자를 각각 구동하는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 한쌍의 단자부와 상기 한쌍의 자기소호형 소자로서의 제1 및 제2자기소호형 소자의 사이에, 상기 저항으로서의 제1 및 제2션트저항을 각각 설치하여 구비함과 아울러, 상기 스위치소자로서의 포토스위치소자 및 발광다이오드를 각각 포함하는 제1 및 제2포토커플러를 구비하고,
    상기 제1 및 제2션트저항에, 상기 제1 및 제2포토커플러의 발광다이오드를 각각 병렬로 접속하고, 상기 제1 및 제2자기소호형 소자의 제어단자 사이에, 상기 제1 및 제2포토커플러의 포토스위치소자를 각각 직렬로 접속하며, 상기 제1 및 제2자기소호형 소자의 접속점과 상기 제1 및 제2포토커플러의 포토스위치소자의 접속점을 접속하고, 상기 제1 및 제2포토커플러의 스위치소자의 제어단자를 상기 양 접속점측에 접속하여 구성되며,
    상기 제1 및 제2션트저항에 과전류가 흘렀을 때에 발생하는 그들 제1 및 제2션트저항의 양단 전압으로, 상기 제1 및 제2포토커플러의 발광다이오드를 각각 구동함으로써, 상기 제1 및 제2포토커플러의 포토스위치소자를 각각 구동하는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 한쌍의 단자부 중 한쪽의 단자부와 상기 한쌍의 자기소호형 소자 중 상기 한쪽의 단자부측에 접속되는 한쪽의 자기소호형 소자와의 사이에, 상기 저항을 설치하여 구비됨과 아울러, 상기 스위치소자로서의 포토스위치소자 및 역병렬 접속의 한쌍의 발광다이오드를 포함하는 포토커플러를 구비하고,
    상기 저항에 상기 한쌍의 발광다이오드를 병렬로 접속하여, 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 제어단자와 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 접속점 사이에, 상기 포토스위치소자를 접속하고, 이 포토스위치소자의 제어단자를 상기 접속점측에 접속하여 구성되며,
    상기 저항에 과전류가 흘렀을 때에 발생하는 그 저항의 양단 전압으로 상기 한쌍의 발광다이오드를 구동함으로써 상기 포토스위치소자를 구동하는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 한쌍의 단자부 중 한쪽의 단자부와 상기 한쌍의 자기소호형 소자 중 상기 한쪽의 단자부측에 접속되는 한쪽의 자기소호형 소자 사이, 및 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 제어단자와 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 접속점 사이에, 각각 상기 저항 및 상기 스위치소자를 설치하여 구비함과 아울러, 포토스위치소자 및 역병렬 접속의 한쌍의 발광다이오드를 포함하는 포토커플러를 구비하고,
    상기 저항에 상기 한쌍의 발광다이오드를 병렬로 접속하고, 상기 스위치소자의 제어단자와 구동전원 사이에 상기 포토스위치소자를 접속하여 구성되고,
    상기 저항에 과전류가 흘렀을 때에 발생하는 그 저항의 양단 전압으로 상기 한쌍의 발광다이오드를 구동하고, 상기 포토스위치소자를 구동함으로써 상기 스위치소자를 구동하는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
  7. 제6항에 있어서, 제1, 제2 및 제3저항과, 제1 및 제2다이오드를 구비함과 아울러, 상기 스위치소자로서 사이리스터를 구비하고,
    상기 한쌍의 자기소호형 소자의 제어단자에, 상기 제1저항, 상기 제2저항 및 상기 사이리스터의 각 일단을 개개로 접속하고, 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 오프시에 상기 제1저항을 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 제어단자로부터 분리하도록 상기 제1다이오드를 접속하고, 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 온시에 상기 제2저항을 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 제어단자로부터 분리하도록 상기 제2다이오드를 접속하며, 상기 사이리스터의 일단에 래치 유지전류 확보용으로서 상기 제3저항을 접속하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 자기소호형 소자로서, 상기 한쌍의 단자부 사이에 일방향 온오프 제어구성의 자기소호형 소자를 한쌍 역직렬로 접속하여 구비함과 아울러,
    상기 위상제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 한쌍의 단자부 사이에 설치됨과 아울러 상기 한쌍의 자기소호형 소자와 직렬로 접속되는 상기 과전류 검출수단으로서의 저항을 구비하고,
    상기 제어부는 상기 과전류 보호수단으로서 상기 소정전류보다 큰 과전류가 상기 저항에 흘렀을 때에 발생하는 그 저항의 양단 전압에 따라서, 상기 위상제어신호의 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 한쌍의 단자부와 상기 자기소호형 소자 사이에 설치되고, 상기 한쌍의 단자부에 교류 입력단자가 접속됨과 아울러 직류 출력단자 사이에 상기 자기소호형 소자가 접속되는 다이오드 브리지; 및
    상기 다이오드 브리지의 직류 출력단자 사이에 설치됨과 아울러 상기 자기소호형 소자와 직렬로 접속되는 상기 과전류 검출수단으로서의 저항을 구비하고,
    상기 과전류 보호수단은 상기 소정전류보다 큰 과전류가 상기 저항에 흘렀을 때에 발생하는 그 저항의 양단 전압으로 상기 자기소호형 소자를 오프로 하는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 한쌍의 단자부 사이에 인가되는 전압이, 적어도 상기 교류전원보다 높은 과전압 검출레벨에 도달하였는지 아닌지를 검출하는 과전압 검출수단; 및
    이 과전압 검출수단에 의해 과전압 검출레벨에 도달하였다는 검출결과가 얻어지면, 상기 위상제어신호와는 별도로, 상기 자기소호형 소자의 제어단자에 대하여, 상기 한쌍의 단자부 사이의 전압을 상기 교류전압보다 높고 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 내전압 이하로 되는 과전압 제한레벨로 억제하는 신호를 출력하는 과전압 보호수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 과전류 검출수단에 의해 과전류에 도달하였다는 검출결과가 얻어지지 않게 되는 시점부터, 상기 위상제어신호가 상기 자기소호형 소자를 오프하는 신호로 바뀌기까지의 기간, 상기 자기소호형 소자를 오프로 유지하는 오프 유지수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 자기소호형 소자로서, 상기 한쌍의 단자부 사이에 일방향 온오프 제어구성의 자기소호형 소자를 한쌍 역직렬로 접속하여 구비함과 아울러,
    상기 한쌍의 단자부에 양 교류 입력단자가 접속되며, 상기 한쌍의 자기소호형 소자 사이에 부극성 직류 출력단자가 접속되는 다이오드 브리지를 구비하고,
    상기 과전압 검출수단은, 상기 다이오드 브리지의 정극성 직류 출력단자측과 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 양 제어단자측에 각각 캐소드와 애노드가 접속되며, 제너전압이 상기 과전압 검출레벨에 상당하는 전압으로 되는 제너다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 자기소호형 소자로서, 상기 한쌍의 단자부 사이에 일방향 온오프 제어구성의 자기소호형 소자를 한쌍 역직렬로 접속하여 구비함과 아울러,
    상기 한쌍의 단자부에 양 교류 입력단자가 접속되며, 상기 한쌍의 자기소호형 소자 사이에 부극성 직류 출력단자가 접속되는 다이오드 브리지를 구비하고,
    상기 과전압 검출수단은, 상기 과전압 제한레벨과 같은 상기 과전압 검출레벨에 대한 상기 다이오드 브리지의 정극성 직류 출력단자로부터의 전압레벨의 오차분을 증폭하는 오차증폭기를 포함하고,
    상기 과전압 보호수단은, 상기 오차증폭기로부터의 출력을 받아서 상기 과전압 제한레벨로 억제하는 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 자기소호형 소자로서, 상기 한쌍의 단자부 사이에 일방향 온오프 제어구성의 자기소호형 소자를 한쌍의 역직렬로 접속하여 구비하고,
    상기 과전류 검출수단은 상기 한쌍의 단자부 사이를 흐르는 전류를 전압으로 변환하는 전류전압 변환기와, 이 전류전압 변환기로 변환된 전압이 상기 소정 전류의 레벨인 과전류 검출레벨에 상당하는 전압에 도달하였을 때에 발광하는 역병렬 접속의 한쌍의 발광다이오드를 포함하고,
    상기 과전류 보호수단 및 상기 오프 유지수단은, 상기 한쌍의 자기소호형 소자 사이와 그들 한쌍의 자기소호형 소자의 양 제어단자측에 각각 캐소드 및 애노드가 접속되어 상기 발광다이오드의 발광에 의해 온으로 되는 포토사이리스터를 공용하는 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 자기소호형 소자로서, 상기 한쌍의 단자부 사이에 일방향 온오프 제어구성의 자기소호형 소자를 한쌍의 역직렬로 접속하여 구비하고,
    상기 과전류 검출수단은, 상기 한쌍의 단자부 사이를 흐르는 전류를 전압으로 변환하는 전류전압 변환기와, 이 전류전압 변환기로 변환된 전압이 상기 소정 전류의 레벨인 과전류 검출레벨에 상당하는 전압에 도달하였을 때에, 상기 과전류에 도달하였다는 검출결과를 나타내는 신호를 출력하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 과전류 보호수단 및 상기 오프 유지수단은 비교기를 공용하고, 이 비교기는, 상기 과전류 검출수단으로부터의 신호를 한쪽의 입력으로 하여, 상기 과전류에 도달하였다는 검출결과를 나타내는 신호가 출력되는 경우에, 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 양 제어단자에의 위상제어신호를 빼내어 유지하고, 상기 위상제어신호를 다른 한쪽의 입력으로 하여, 상기 위상제어신호가 정지된 경우에, 상기 오프 유지수단으로서의 상기 위상제어신호의 빼냄 유지의 동작을 정지하도록, 출력단자가 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 양 제어단자측에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 과전류 보호수단은 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 양 제어단자측과 그라운드 사이에 설치되는 스위칭소자를 포함하고, 이 스위칭소자의 제어단자측에 자기의 비교기의 출력단자가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 과전류 검출수단은, 자기의 전류전압 변환기 및 비교기 사이에, 자기의 전류전압 변환기로 변환된 전압을 미분하는 미분회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
  19. 제10항에 있어서, 소정 단위시간에, 상기 과전류 검출수단에 의해 상기 과전류에 도달하였다는 검출결과가 얻어진 회수를 계수하는 계수수단을 구비하고, 이 계수수단으로 계수된 단위시간당의 회수가 소정회수에 도달한 경우에, 상기 한쌍의 자기소호형 소자의 양 제어단자에 대한 상기 위상제어신호의 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
  20. 제10항에 있어서, 상기 자기소호형 소자로서, 상기 한쌍의 단자부 사이에 일방향 온오프 제어구성의 자기소호형 소자를 한쌍 역직렬로 접속하여 구비함과 아울러,
    상기 한쌍의 단자부에 양 교류 입력단자가 접속되고, 상기 한쌍의 자기소호형 소자 사이에 부극성 직류 출력단자가 접속되는 다이오드 브리지;
    상기 다이오드 브리지의 정극성 직류 출력단자측에 일단이 접속됨과 아울러 상기 다이오드 브리지의 부극성 직류 출력단자측에 제어단자가 접속되는 트랜지스터, 및 이 트랜지스터의 타단과 제어단자측 사이에 접속되는 평활 콘덴서에 의해 구성되고, 상기 다이오드 브리지의 양 직류 출력단자 사이로부터의 직류전압을 안정화하여 내부전원을 생성하는 내부전원회로부;
    상기 내부전원회로부의 트랜지스터의 제어단자와 상기 다이오드 브리지의 부극성 직류 출력단자 사이에 접속되는 간헐동작용 스위치소자; 및
    상기 위상제어신호를 출력하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 위상제어신호에 의해 상기 한쌍의 자기소호형 소자를 온하고 있는 기간 중 일부의 기간에 있어서, 상기 간헐동작용 스위치소자를 온으로 하는 한편, 그 일부의 기간 외에 있어서, 상기 간헐동작용 스위치소자를 오프로 하는 것을 특징으로 하는 전자스위치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11189438B2 (en) 2017-04-26 2021-11-30 Sony Corporation Arc suppression device, mobile body, and power supply system

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8482892B2 (en) * 2008-02-28 2013-07-09 Bunn-O-Matic Corporation Alternating current overload protection apparatus and method
KR101010352B1 (ko) * 2008-05-30 2011-01-25 삼성중공업 주식회사 전력 제어 장치 및 방법
KR101071776B1 (ko) * 2009-12-01 2011-10-11 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 고전압 전원차단 안전플러그
CN102096429B (zh) * 2009-12-14 2013-06-12 联昌电子企业股份有限公司 反馈稳压装置与方法及其应用的电源转换系统
EP2355353A1 (de) * 2010-02-05 2011-08-10 Siemens Aktiengesellschaft Steuerverfahren zur Überstrom- und Kurzschlussstrombegrenzung eines Leistungsstellgliedes und zugehörige Einrichtung
JP5895170B2 (ja) 2010-02-23 2016-03-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ２線式交流スイッチ
US8619395B2 (en) 2010-03-12 2013-12-31 Arc Suppression Technologies, Llc Two terminal arc suppressor
FR2977738B1 (fr) * 2011-07-04 2015-01-16 Mersen France Sb Sas Systeme d'interruption de courant continu apte a ouvrir une ligne de courant continu a comportement inductif
US9787304B2 (en) * 2014-11-18 2017-10-10 Ideal Power, Inc. Methods, systems, and devices for active charge control diodes
DE102015211625A1 (de) * 2015-06-23 2016-12-29 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Reversible elektronische Schutzschalterklemme
JP6745478B2 (ja) * 2016-06-30 2020-08-26 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 保護回路及び配線器具
WO2019021590A1 (ja) * 2017-07-28 2019-01-31 三菱電機株式会社 電力用半導体素子の駆動回路
US10574132B2 (en) * 2018-03-14 2020-02-25 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman) Limited Inductor with bypass switch
KR102434048B1 (ko) * 2018-07-26 2022-08-19 현대모비스 주식회사 전자식 릴레이 장치
CN113646977A (zh) * 2019-01-29 2021-11-12 电弧抑制技术公司 滑动接触器电弧抑制
CN113726144B (zh) * 2021-07-15 2023-11-03 华为数字能源技术有限公司 驱动控制器、功率因数校正电路的控制系统及方法
EP4342086A1 (en) * 2022-08-01 2024-03-27 Google LLC Alternating-current power-switching device

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3742337A (en) * 1972-03-13 1973-06-26 Rca Corp Protective switching circuit for providing power to a load from an alternating current source having peak to peak excursions within or above a given range
US3811073A (en) * 1973-03-05 1974-05-14 Westinghouse Electric Corp Alternating current sensing circuit and method
US4429339A (en) * 1982-06-21 1984-01-31 Eaton Corporation AC Transistor switch with overcurrent protection
US5239255A (en) * 1991-02-20 1993-08-24 Bayview Technology Group Phase-controlled power modulation system
JP3180961B2 (ja) * 1991-04-19 2001-07-03 東芝エフエーシステムエンジニアリング株式会社 ブリッジ形変換器の保護装置
JP2704588B2 (ja) * 1993-03-25 1998-01-26 愛知電機株式会社 過電流保護装置
JP3099609B2 (ja) * 1993-10-25 2000-10-16 富士写真フイルム株式会社 プリンタ
JPH07296971A (ja) 1994-04-25 1995-11-10 Matsushita Electric Works Ltd 照明装置
CN2283941Y (zh) * 1995-06-06 1998-06-10 王剑 一种过流短路过压漏电保护开关
US6392859B1 (en) * 1999-02-14 2002-05-21 Yazaki Corporation Semiconductor active fuse for AC power line and bidirectional switching device for the fuse
JP3372914B2 (ja) 1999-11-01 2003-02-04 エヌイーシーワイヤレスネットワークス株式会社 スイッチング電源装置
US7242563B2 (en) * 2002-04-22 2007-07-10 Leviton Manufacturing Co., Inc. Reverse phase control power switching circuit with overload protection

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11189438B2 (en) 2017-04-26 2021-11-30 Sony Corporation Arc suppression device, mobile body, and power supply system

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Publication number Publication date
US20050007715A1 (en) 2005-01-13
KR100554942B1 (ko) 2006-03-03
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