KR20140102271A - Two-line dimmer switch - Google Patents
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Abstract
트라이액(11)을 주스위치 소자로 하는 주개폐 회로(10)와, 교류 전원(2)의 주파수를 검출하는 주파수 검출 회로(17)와, 사이리스터를 보조 스위치 소자로 하여, 주스위치 소자가 도통하고 있지 않을 때에 부하 전류를 흐르게 하는 보조 개폐 회로(18)와, 사용자에 의해 조작되는 조광량 설정 회로(4)와, 주파수 검출 회로(17)의 검출 신호에 기초하여 교류 전원(2)의 주파수를 검출하고 전압 제로 크로스점을 추정하여, 제1 타이밍에 보조 개폐 회로(18)를 도통시키기 위한 구동 신호의 출력을 개시하고, 다음으로 추정된 전압 제로 크로스점에 대해 소정 시간 앞인 제2 타이밍에 구동 신호의 출력을 정지하는 제어 회로(16)를 구비한 2선식 조광 스위치로서, 부하 전류치가 작고, 주개폐 회로(10)가 비도통이 되었을 때에, 보조 개폐 회로(18)에서 부하 전류를 계속 흐르게 한다. 그것에 의해, 조명 부하로서 LED 전구가 접속된 경우여도, LED 전구의 밝기를 안정시켜, 깜박거림이나 흔들림을 줄인다. A main switching element 10 which uses the triac 11 as a main switching element, a frequency detection circuit 17 which detects the frequency of the AC power supply 2, and a thyristor as an auxiliary switching element, A light amount setting circuit 4 operated by the user, and a control circuit 17 for controlling the frequency of the AC power source 2 based on the detection signal of the frequency detection circuit 17. The auxiliary switching circuit 18, The voltage zero cross point is estimated and the output of the drive signal for causing the auxiliary open / close circuit 18 to conduct at the first timing is started, and at the second timing which is a predetermined time before the next estimated voltage zero cross point When the load current value is small and the main switching circuit 10 becomes non-conductive, the auxiliary switching circuit 18 continues to supply the load current continuously Flow The. This stabilizes the brightness of the LED bulb and reduces flicker and flicker, even when the LED bulb is connected as a lighting load.
Description
본 발명은, 조명 부하의 밝기를 조절하기 위한 2선식 조광 스위치에 관한 것이다. The present invention relates to a two-wire dimming switch for adjusting the brightness of an illumination load.
종래부터, 백열 전구의 조광을 목적으로 하여, 트라이액 등의 반도체 스위치 소자를 이용한 조광 스위치가 실용화되고 있다. 도 8은, 트라이액(51)을 이용한 2선식 조광 스위치(50)의 기본적인 회로 구성(제1 종래예)을 나타낸다. 이 2선식 조광 스위치(50)는, 교류 전원(2)과 조명 부하(백열 전구)(3)에 직렬로 접속된다. 2선식 조광 스위치(50)는, 트라이액(51), 트라이액(51)의 게이트 전극에 접속되며, 게이트 구동 신호를 입력하기 위한, 예를 들면 다이악(트리거 다이오드)(52), 사용자에 의해 조작되는 조작 부재에 접속된 가변 저항기(53), 고정 저항체(54), 콘덴서(55), 필터 소자(56) 등으로 구성되어 있다. Conventionally, dimming switches using semiconductor switch elements such as triac have been put into practical use for the purpose of dimming an incandescent bulb. Fig. 8 shows a basic circuit configuration (first conventional example) of the two-
2선식 조광 스위치(50)에서는, 스위치(57)를 온 하면, 교류 전원(2)으로부터 가변 저항기(53)를 통하여 콘덴서(55)가 충전되며, 콘덴서(55)의 양단 전압이 다이악(52)의 브레이크 오버 전압에 이르면 트라이액(51)이 도통한다. 그리고, 트라이액(51)은, 교류 전원의 전압 제로 크로스점에서 소호(消弧)한다. 즉, 교류 전원의 반주기마다, 다이악(52)에 의한 트라이액(51)의 트리거(도통)와 자기 소호(비도통)를 반복한다. 가변 저항기(53)의 저항치를 조절하여 트라이액(51)의 점호 기간을 위상 제어함으로써, 조명 부하(3)를 조광할 수 있다. In the two-
제1 종래예의 2선식 조광 스위치(50)는, 가변 저항기(53)의 저항치를 변화시킴으로써 조명 부하(3)를 조광하고 있기 때문에, 가변 저항기(53)에 의한 손실이 크다. 또, 가변 저항기(53)에 직접 교류 전원(2)의 전압이 걸리기 때문에, 가변 저항기(53) 자체를 소형화할 수 없어, 2선식 조광 스위치(50)의 소형화도 한계가 있다. 또한, 동일한 교류 전원(2)에 접속되어 있는 다른 기기가 동작하면, 교류 전원(2)에 전압 변동이 발생하여, 조명 부하(3)의 밝기가 순간적으로 변동한다. The two-
상기 제1 종래예의 2선식 조광 스위치(50)의 문제점을 해결하기 위해, 일본국 특허공개 평11-67479호 공보에는, 반도체 스위치 소자를 도통시키는 타이밍, 즉 게이트 구동 신호를 출력하는 타이밍을, 마이크로 컴퓨터 등을 이용하여 제어하는 조광 스위치가 제안되어 있다. 또한, 이 조광 스위치는 3선식이지만, 도 9는, 그것을 2선식 조광 스위치에 응용한 회로 구성(제2 종래예)을 나타낸다. In order to solve the problem of the two-
제2 종래예의 2선식 조광 스위치(60)에서는, 트라이액(61)의 게이트 전극에 포토 트라이액 커플러(62)의 이차측 포토 트라이액(63)이 접속되어 있다. 또, 트라이액(61)의 다른 전극 간에는 정류 회로(65)가 접속되며, 정류 회로(65)에 의해 전파 정류된 전력은 전원부(66)에 입력된다. 제어부(67)는, 전원부(66)에 의해 변환된 직류 전력에 의해 구동된다. 여기서, 정류 회로(65)에는 교류 전원(2)의 전압, 예를 들면 교류(AC) 100V가 인가된다. 한편, 제어부(67)는, 예를 들면 직류(DC) 3~6V로 구동된다. 포토 트라이액 커플러(62)는, 제어부(67)와 반도체 스위치 소자(61)를 광절연하고 있다. 제어부(67)는, 사용자에 의해 조작되는 조작 부재에 접속된 가변 저항기(68)의 저항치에 따라, 미리 룩업 테이블에 기억되어 있는 타이밍에 트랜지스터(69)를 도통시킨다. 트랜지스터(69)가 도통하면, 포토 트라이액 커플러(62)의 일차측의 발광 다이오드(64)에 전류가 흘러, 이차측 포토 트라이액(63)이 도통한다. 포토 트라이액 커플러(62)의 이차측 포토 트라이액(63)이 도통하면, 부하 전류가 흐르기 시작함과 함께, 트라이액(61)의 게이트 전압이 상승한다. 트라이액(61)의 게이트 전압이 역치 이상이 되면, 트라이액(61)이 도통하여, 교류 전원(2)으로부터 조명 부하(3)에 흐르는 전류는, 2선식 조광 스위치(60) 내에서 포토 트라이액(63)으로부터 트라이액(61)에 전류(轉流)하여, 포토 트라이액(63)은 비도통이 된다. In the two-wire
최근, 백열 전구를 대체하기 위해 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 LED 전구가 실용화되고 있다. 그에 수반하여, LED 전구 중에도 조광 가능한 것이 실용화되고 있다. 백열 전구는 저항체 그 자체인데 반해, LED 전구는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 복수의 LED 소자와 그 구동 회로로 구성되어 있다. LED 구동 회로(70)는, 교류 전력을 정류하는 정류 회로(71)와, 인덕터(72)와, 전력을 모아 두기 위한 버퍼 콘덴서(73)와, LED 어레이(77)와, LED 어레이(77)에 병렬 접속된 콘덴서(76)와, LED 어레이(77)에 정전류를 흐르게 하기 위한 FET(Field Effect Transistor)(75) 및 그 구동 IC(74) 등으로 구성되어 있다. 즉, LED 전구는, 부하로서는 다이오드나 IC로 구성된 전자 회로이다. 도 11(a)는, 교류 전원의 1/2 주기에 있어서의 백열 전구의 부하 전압과 부하 전류의 파형을 나타내고, 도 11(b)는 LED 전구의 부하 전압과 부하 전류의 파형을 나타낸다. 백열 전구는 역률이 1이며, 전압과 전류는 거의 동일한 파형을 나타낸다. 그에 반해, LED 전구의 경우, 부하 전류는 주로 콘덴서(73)를 충전하기 위한 것이며, 트라이액의 도통과 동시에 순간적으로 큰 값을 나타내지만, 곧바로 작아진다. In recent years, LED bulbs using LEDs (Light Emitting Diodes) have been put into practical use to replace incandescent bulbs. Along with this, LED light bulbs that can be dimmed are put to practical use. As shown in Fig. 10, the LED bulb consists of a plurality of LED elements and a driving circuit thereof, while the incandescent bulb is the resistor itself. The
이러한 특성을 나타내는 LED 전구를 제1 종래예의 2선식 조광 스위치(50)로 조광 제어하려고 하면, 이하와 같은 문제점이 발생한다. 도 12는 LED 전구를 제1 종래예의 2선식 조광 스위치(50)로 조광 제어한 경우의 문제점을 나타낸다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 트라이액(51)이 도통하면, 순간적으로 큰 부하 전류가 흐르지만, 곧바로 작아진다. 부하 전류의 값이 트라이액(51)의 유지 전류 미만이 되면, 트라이액(51)이 자기 소호되어 비도통이 되어 버린다. 트라이액(51)이 비도통이 되면 콘덴서(73)의 전압이 내려가고, 구동 IC(74)는 FET(75)에 흐르는 전류를 작게 하도록 제어한다. 그렇게 하면, LED 어레이(77)에 흐르는 전류가 적어져, LED 전구의 밝기가 저하된다. 또, 교류 전원(2)에 중첩되는 노이즈의 영향에 의해 일시적으로 부하 전류가 작아지거나, 도 13에 나타내는 바와 같이, 동일한 교류 전원(2)에 접속되어 있는 다른 기기의 동작에 의해 교류 전원(2)에 전압 변동이 발생하면, LED 전구의 밝기가 저하된다. If the LED bulb exhibiting such characteristics is controlled to be dimmed with the two-
한편, 제2 종래예의 2선식 조광 스위치(60)의 경우, 포토 트라이액 커플러(62)의 이차측의 포토 트라이액(63)에 전류를 계속 흐르게 하면, 부하 전류를 계속 흐르게 할 수 있다. 그런데, 포토 트라이액(63)에는 수mA~수십mA의 전류가 흐르기 때문에, 장시간 도통을 유지하려면 많은 전력을 소비한다. 특히, LED 전구는 실질적으로 상기와 같은 전자 회로 그 자체이며 소비 전력이 적기 때문에, 2선식 조광 스위치(60)측에서 많은 전력을 소비하면 제어 불능에 빠질 가능성이 있다. On the other hand, in the case of the two-
본 발명은, 상기 종래예의 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 조명 부하로서 LED 전구가 접속된 경우여도, LED 전구의 밝기를 안정시켜, 깜박거림이나 흔들림이 적은 2선식 조광 스위치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The object of the present invention is to provide a two-wire dimming switch which stabilizes the brightness of an LED bulb and has less flicker or flicker even when an LED bulb is connected as an illuminating load do.
본 발명에 관련된 2선식 조광 스위치는, 교류 전원 및 조명 부하에 대해 직렬로 접속되며, A two-wire dimming switch according to the present invention is connected in series to an AC power source and an illumination load,
교류 전력이 입력되는 제1 접속 단자 및 제2 접속 단자와, A first connection terminal and a second connection terminal to which AC power is input,
상기 제1 접속 단자 및 상기 제2 접속 단자 사이에 접속되며, 제1 반도체 스위치 소자를 주(主)스위치 소자로 하는 주개폐 회로와, A main switching circuit connected between the first connection terminal and the second connection terminal and having a first semiconductor switching element as a main switching element,
상기 제1 접속 단자 및 상기 제2 접속 단자 사이에 접속된 정류 회로와, A rectifying circuit connected between the first connection terminal and the second connection terminal,
상기 정류 회로의 직류측에 접속되며, 상기 2선식 조광 스위치의 내부 전원을 확보하는 전원 회로와, A power supply circuit connected to the dc side of the rectifying circuit for securing an internal power supply of the two-wire dimming switch,
상기 정류 회로의 직류측에 접속되며, 상기 교류 전원의 주파수를 검출하기 위한 소정의 검출 신호를 출력하는 주파수 검출 회로와, A frequency detection circuit connected to the DC side of the rectifying circuit for outputting a predetermined detection signal for detecting the frequency of the AC power supply,
상기 정류 회로의 직류측 또는 교류측에 접속되며, 제2 반도체 스위치 소자를 보조 스위치 소자로 하여, 상기 주스위치 소자가 도통하고 있지 않을 때에 부하 전류를 흐르게 함과 함께, 상기 주스위치 소자 또는 그 외의 반도체 스위치 소자를 도통시키기 위해 게이트 구동 신호를 출력하는 보조 개폐 회로와,A second semiconductor switch element is used as an auxiliary switch element and a load current is caused to flow when the main switch element is not conducting and the main switch element or other main switch element is connected to the DC or AC side of the rectifying circuit, An auxiliary switching circuit for outputting a gate driving signal for conducting the semiconductor switch element,
사용자에 의해 조작되며, 상기 조명 부하의 밝기를 조절하기 위한 조광량을 설정하기 위한 조광량 설정 회로와, An illumination light amount setting circuit operated by a user to set an illumination light amount for adjusting the brightness of the illumination load,
상기 주파수 검출 회로로부터 출력되는 상기 검출 신호에 기초하여, 상기 교류 전원의 주파수를 검출하고, 상기 교류 전원의 전압 제로 크로스점을 추정하여, 상기 조광량 설정 회로에 의해 설정된 조광량 및 추정된 전압 제로 크로스점에 기초하여 결정되는 제1 타이밍에 상기 보조 개폐 회로를 도통시키기 위한 구동 신호의 출력을 개시하고, 상기 추정된 전압 제로 크로스점의 다음으로 추정된 전압 제로 크로스점에 대해 소정 시간 앞인 제2 타이밍에 상기 구동 신호의 출력을 정지하는 제어 회로를 구비한 것을 특징으로 한다. A frequency zero crossing point of the alternating current power supply is detected based on the detection signal outputted from the frequency detection circuit, and the zero crossing point of the alternating current power supply is estimated, The control circuit starts outputting a drive signal for causing the auxiliary open / close circuit to conduct at a first timing determined based on a cross point, And a control circuit for stopping the output of the drive signal at a timing.
또, 상기 보조 개폐 회로로부터 출력되는 상기 게이트 구동 신호에 의해 도통되며, 상기 보조 개폐 회로가 도통된 후, 상기 주스위치 소자가 도통하고 있지 않을 때에 부하 전류를 흐르게 함과 함께, 상기 주스위치 소자를 도통시키기 위한 구동 신호를 출력하는 준주(準主) 개폐 회로를 더 구비한 것이 바람직하다. The auxiliary switching circuit is made conductive by the gate driving signal outputted from the auxiliary switching circuit and flows the load current when the main switching element is not conducting after the auxiliary switching circuit is conducted, It is preferable to further include a quasi main opening / closing circuit for outputting a driving signal for conducting.
또, 상기 주스위치 소자는 트라이액이며, The main switch element is triac,
상기 보조 개폐 회로는, 상기 정류 회로의 직류측에 접속된 사이리스터를 보조 스위치 소자로 하는 것이 바람직하다. It is preferable that the auxiliary switching circuit is a thyristor connected to the DC side of the rectifying circuit as an auxiliary switching element.
또는, 상기 주스위치 소자는 트라이액이며, Alternatively, the main switch element is triac,
상기 보조 개폐 회로는, 상기 정류 회로의 교류측에 접속되며, 상기 교류 전원의 극성에 따라 교호로 도통되는 2개의 사이리스터를 보조 스위치 소자로 하는 것이 바람직하다. It is preferable that the auxiliary switching circuit is two auxiliary thyristors connected alternately to the rectifying circuit and alternately conducting according to the polarity of the AC power source.
또, 상기 준주 개폐 회로는 포토 트라이액 커플러를 스위치 소자로 하고, 상기 포토 트라이액 커플러의 이차측의 포토 트라이액이 상기 주스위치 소자와 병렬로 접속됨과 함께, 일방의 단자가 상기 주스위치 소자의 게이트 단자에 접속되고, 상기 포토 트라이액 커플러의 일차측의 발광 다이오드가 상기 보조 개폐 회로와 직렬로 접속되며, The photodetector of the phototriac coupler is connected in parallel with the main switch element, and one terminal of the phototriac coupler is connected to the main switch element A light emitting diode on the primary side of the phototriac coupler is connected in series with the auxiliary opening / closing circuit,
상기 포토 트라이액의 유지 전류치는 상기 트라이액의 유지 전류치보다 작은 것이 바람직하다. It is preferable that the holding current value of the phototriac is smaller than the holding current value of the triac.
상기 제어 회로는, 상기 조명 부하의 조광 제어를 개시할 때, 상기 보조 개폐 회로를 도통시키기 위한 최초의 구동 신호를, 상기 추정된 전압 제로 크로스점 부근의 소정의 타이밍에 출력하는 것이 바람직하다. The control circuit preferably outputs the first drive signal for causing the auxiliary open / close circuit to conduct at a predetermined timing in the vicinity of the estimated voltage zero cross point when starting dimming control of the illumination load.
상기 2선식 조광 스위치에 의하면, 주스위치 소자가 도통하고 있지 않을 때에 부하 전류를 흐르게 함과 함께, 주스위치 소자 또는 그 외의 반도체 스위치 소자를 도통시키기 위해 게이트 구동 신호를 출력하는 보조 개폐 회로를 구비하고, 보조 개폐 회로를 도통시키기 위한 구동 신호가 조광량 설정 회로에 의해 설정된 조광량 및 전압 제로 크로스점에 기초하여 결정되는 제1 타이밍부터 다음의 전압 제로 크로스점에 대해 소정 시간 앞인 제2 타이밍까지의 동안 계속 출력되어, 보조 개폐 회로는 도통 상태가 유지된다. 그 때문에, 조명 부하가 LED 전구이며, 부하 전류가 보조 개폐 회로 등으로부터 주개폐 회로에 전류한 후, 부하 전류치가 주스위치 소자의 유지 전류 미만이 되어, 주개폐 회로가 비도통이 되었다고 해도, 보조 개폐 회로 등을 통하여 부하 전류를 계속 흐르게 할 수 있다. 그 결과, LED 전구의 밝기를 안정시켜, 깜박거림이나 흔들림을 작게 할 수 있다. According to the two-wire dimming switch, there is provided an auxiliary opening / closing circuit for allowing a load current to flow when the main switch element is not conducting and outputting a gate drive signal for conducting the main switch element or other semiconductor switch element , A drive signal for conducting the auxiliary open / close circuit is switched from the first timing determined based on the illumination amount set by the illumination light amount setting circuit and the voltage zero cross point to the second timing which is a predetermined time before the next voltage zero cross point And the auxiliary open / close circuit maintains the conduction state. Therefore, even if the load is the LED bulb and the load current flows from the auxiliary switching circuit or the like to the main switching circuit, the load current value becomes less than the holding current of the main switching element and the main switching circuit becomes nonconductive, The load current can be kept flowing through the open / close circuit and the like. As a result, the brightness of the LED bulb can be stabilized, and the flicker or the shake can be reduced.
도 1은 본 발명의 제1 실시의 형태에 관련된 2선식 조광 스위치의 구성을 나타내는 회로도.
도 2는 제1 실시 형태에 있어서의 LED 전구의 부하 전압, 부하 전류 및 보조 개폐 회로의 사이리스터를 도통시키기 위한 게이트 구동 신호의 파형도.
도 3은 제1 실시 형태에 있어서, 다른 기기에 의한 부하 전류의 영향을 나타내는 LED 전구의 부하 전압, 부하 전류 및 보조 개폐 회로의 사이리스터를 도통시키기 위한 게이트 구동 신호의 파형도.
도 4는 본 발명의 제2 실시의 형태에 관련된 2선식 조광 스위치의 구성을 나타내는 회로도.
도 5는 본 발명의 제3 실시의 형태에 관련된 2선식 조광 스위치의 구성을 나타내는 회로도.
도 6은 본 발명의 제4 실시의 형태에 관련된 2선식 조광 스위치의 구성을 나타내는 회로도.
도 7은 본 발명의 제5 실시의 형태에 관련된 2선식 조광 스위치의 제어 방법에 있어서의 각 부의 파형도.
도 8은 제1 종래예에 관련된 2선식 조광 스위치의 구성을 나타내는 회로도.
도 9는 제2 종래예에 관련된 2선식 조광 스위치의 구성을 나타내는 회로도.
도 10은 일반적인 LED 전구의 구동 회로의 구성을 나타내는 회로도.
도 11은 백열 전구와 LED 전구의 부하 전압 및 부하 전류의 차이를 나타내는 도.
도 12는 종래의 2선식 조광 스위치에 있어서, 부하 전류치가 트라이액의 유지 전류치 미만이 되었을 때에 트라이액이 자기 소호하는 모습을 나타내는 도.
도 13은 종래의 2선식 조광 스위치에 있어서, 동일한 교류 전류에 접속되어 있는 다른 기기의 부하 전류에 의해 LED 전구의 부하 전압이 변동하는 모습을 나타내는 도. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a two-wire dimming switch according to a first embodiment of the present invention;
2 is a waveform diagram of a load voltage, a load current of a LED bulb, and a gate driving signal for conducting a thyristor of an auxiliary opening / closing circuit in the first embodiment;
Fig. 3 is a waveform diagram of a load voltage, a load current, and a gate drive signal for causing the thyristor of the auxiliary open / close circuit to conduct, in the first embodiment, the load voltage of the LED bulb showing the influence of the load current by the other device.
4 is a circuit diagram showing a configuration of a two-wire dimming switch according to a second embodiment of the present invention;
5 is a circuit diagram showing a configuration of a two-wire dimming switch according to a third embodiment of the present invention;
6 is a circuit diagram showing a configuration of a two-wire dimming switch according to a fourth embodiment of the present invention;
Fig. 7 is a waveform diagram of each part in the control method of the two-wire dimming switch according to the fifth embodiment of the present invention; Fig.
8 is a circuit diagram showing a configuration of a two-wire dimming switch related to the first conventional example;
9 is a circuit diagram showing a configuration of a two-wire dimming switch related to the second conventional example;
10 is a circuit diagram showing a configuration of a driving circuit of a general LED bulb;
11 is a graph showing the difference in load voltage and load current between an incandescent lamp and an LED bulb;
Fig. 12 is a diagram showing a state in which a triac self-extinguishes when the load current value becomes less than the holding current value of the triac in the conventional two-wire dimming switch. Fig.
13 is a diagram showing a state in which a load voltage of an LED bulb fluctuates due to a load current of another device connected to the same AC current in a conventional two-wire dimming switch.
(제1 실시 형태)(First Embodiment)
본 발명의 제1 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치에 대해서 설명한다. 도 1은, 제1 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1A)의 회로 구성을 나타낸다. 2선식 조광 스위치(1A)는, 교류 전원(2) 및 조명 부하(3)에 대해 직렬로 접속된다. 2선식 조광 스위치(1A)의 조광용 가변 저항기(4)와 일체적으로 조명 부하(3)의 점등 및 소등을 제어하는 스위치(5)를 구비하고 있어도 되고, 스위치(5)가 따로 설치되어 있어도 된다. 이하의 설명에 있어서는, 스위치(5)를 2선식 조광 스위치(1A)와는 따로 설치한 경우를 예시한다. The two-wire dimming switch according to the first embodiment of the present invention will be described. Fig. 1 shows a circuit configuration of a two-
2선식 조광 스위치(1A)의 제1 접속 단자(1a) 및 제2 접속 단자(1b)는, 교류 전원(2) 또는 조명 부하(3)와 스위치(5)에 접속된다. 제1 접속 단자(1a)와 제2 접속 단자(1b) 사이에는, 트라이액 등의 제1 반도체 스위치 소자를 주스위치 소자(11)로 하는 주개폐 회로(10)가 접속되어 있다. 또, 주개폐 회로(10)와 병렬로, 제1 접속 단자(1a)와 제2 접속 단자(1b) 사이에는 정류 회로(12)가 접속되며, 정류 회로(12)에는 이 2선식 조광 스위치(1A)의 내부 전력을 확보하기 위한 전원 회로(13)가 접속되어 있다. 전원 회로(13)는, 달링톤 접속된 제1 트랜지스터 소자(13a) 및 제2 트랜지스터 소자(13b)와, 제2 트랜지스터 소자(13b)의 베이스에 접속된 제너 다이오드(13c) 및 저항체(13d) 등으로 구성된 스위칭 회로와, 마이크로 프로세서 등으로 구성된 제어 회로(16)에 직류의 정전압 전력을 공급하기 위한 정전압 회로(3단자 레귤레이터 등)(14) 및 버퍼 콘덴서(15) 등이 포함된다. The
스위치(5)가 온 되면, 정류 회로(12)에 의해 정류된 맥류가 전원 회로(13)에 입력되며, 제너 다이오드(13c)의 제너 전압에 의해 출력 전압이 지배된 전력이 전원 회로로부터 출력된다. 이 전력은, 버퍼 콘덴서(15)를 충전함과 함께, 정전압 회로(14)에 의해 소정의 전압(예를 들면, 3V)으로 강압되어, 제어 회로(16)에 공급된다. 여기서, 전원 회로(13)의 저항체(13d)의 저항치를, 제2 트랜지스터 소자(13b)가 동작하기 위해 필요한 전류가 흐르는 정도로 높은 값으로 하면, 제너 다이오드(13c)를 통하여 그라운드에 흐르는 전류치를 낮게 억제할 수 있어, 전력 손실의 저감을 도모할 수 있다. When the
정류 회로(12)의 직류측 출력 단자에는, 교류 전원(2)의 주파수를 검출하기 위한 주파수 검출 회로(17)가 접속되며, 주파수 검출 회로(17)로부터 출력되는 소정의 검출 신호가 제어 회로(16)에 입력된다. 또, 정류 회로(12)의 직류측 출력 단자에는, 주개폐 회로(10)의 주스위치 소자(11)가 도통할 때까지의 동안 또는 주스위치 소자(11)가 도통하지 않을 때에 조명 부하(3)에 전류를 흐르게 하기 위한 사이리스터 등의 제2 반도체 스위치 소자를 보조 스위치 소자로 하는 보조 개폐 회로(18)가 접속되어 있다. 제어 회로(16)에는, 사용자에 의해 조작되는 가변 저항기 등으로 구성된 조광량 설정 회로(4)가 접속되어 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 필요에 따라, 주스위치 소자를 트라이액(11)과, 보조 개폐 회로 또는 보조 스위치 소자를 사이리스터(18)로 칭한다. A
주파수 검출 회로(17)는, 정류 회로(12)로부터 출력된 맥류가 트랜지스터 소자(17a)의 베이스에 입력되도록 구성되며, 교류 전원(2)의 주파수에 따라 주파수 검출 회로(17)로부터 소정의 검출 신호가 제어 회로(16)에 입력된다. 제어 회로(16)는, 주파수 검출 회로(17)의 검출 신호로부터 교류 전원(2)의 주파수(50Hz 또는 60Hz)의 검출 및 그에 기초하여 전압 제로 크로스점을 추정한다. 그리고, 검출한 주파수 및 추정한 전압 제로 크로스점 등에 기초하여 사이리스터(18)의 게이트 단자에 게이트 구동 신호를 입력한다. 도 2는, 조명 부하(3)로서 LED 전구를 이용한 경우의 교류 전원(2)의 1/2 주기에 있어서의 부하 전압, 부하 전류 및 게이트 구동 신호의 각 파형을 나타낸다. 게이트 구동 신호의 상승(사이리스터(18)가 도통하는 제1 타이밍)은, 조광량 설정 회로(가변 저항기)(4)의 저항치에 기초하여, 제어 회로(16)에 미리 기억되어 있는 룩업 테이블을 검색함으로써 결정된다. 게이트 구동 신호의 하강(사이리스터(18)가 비도통이 되는 제2 타이밍)은, 교류 전원(2)의 전압 제로 크로스점으로부터 소정 시간 Δt(예를 들면 1ms)만큼 앞에 설정되어 있다. 이 소정의 시간 Δt는, 예를 들면 제어 회로(16)가 주파수 검출 회로(17)로부터의 검출 신호에 기초하여 다음의 전압 제로 크로스점을 추정하는데 충분한 시간이다. The
다음에, 제1 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1A)의 구체적인 동작에 대해서 설명한다. 스위치(5)가 오프 상태에서는, 버퍼 콘덴서(15)의 전하는 거의 방전되어 있어, 제어 회로(16)는 기능하고 있지 않다고 생각할 수 있다. 여기서, 스위치(5)가 온 되면, 정류 회로(12)로부터, 예를 들면 전파 정류된 맥류가 출력된다. 그에 따라, 버퍼 콘덴서(15)가 충전됨과 함께, 정전압 회로(14)로부터 직류 전력이 제어 회로(16)에 공급되어, 제어 회로(16)가 기동한다. 이것과 병행하여, 주파수 검출 회로(17)로부터 검출 신호가 제어 회로(16)에 입력되므로, 제어 회로(16)는 교류 전원(2)의 주파수의 검출 및 그 전압 제로 크로스점을 추정한다. 그리고, 제어 회로(16)는, 조광량 설정 회로(가변 저항기)(4)의 저항치에 기초하여 제1 타이밍에 게이트 구동 신호의 출력을 개시한다(게이트 구동 신호를 상승시킨다). 게이트 구동 신호가 사이리스터(18)의 게이트 단자에 입력되면, 사이리스터(18)가 도통하여, 조명 부하(3)에 전류가 흐르기 시작한다. 또, 사이리스터(18)에 흐르는 전류는, 트라이액(11)의 게이트 전극에도 흐르므로, 그 전압 및 전류가 트라이액(11)의 게이트 전압 역치 및 턴온 전류 이상이 되면 트라이액(11)이 도통하여, 부하 전류는 사이리스터(18)로부터 트라이액(11)에 전류한다. 트라이액(11)이 도통하면, 정류 회로(12)에는 거의 전류가 흐르지 않고, 사이리스터(18), 전원 회로(13) 및 주파수 검출 회로(17)에는 거의 전류가 흐르지 않는다. 전원 회로(13)에 전류가 흐르지 않게 되면, 버퍼 콘덴서(15)로부터 전력의 방전이 개시되고, 그에 따라 제어 회로(16)의 구동 전력이 확보된다. 이때, 사이리스터(18)의 게이트 전극에는, 제어 회로(16)로부터 게이트 구동 신호가 계속 입력되고 있으므로, 사이리스터(18)는 도통 상태에 있다. Next, a specific operation of the two-
조명 부하(3)가 LED 전구인 경우, 상기 서술한 바와 같이 사이리스터(18) 또는 트라이액(11)의 도통과 동시에, 부하 전류는 순간적으로 큰 값을 나타내지만, 곧바로 작아진다. 그리고, 부하 전류의 값이 트라이액(11)의 유지 전류 미만이 되면, 트라이액(11)이 자기 소호되어 비도통이 되어 버리지만, 사이리스터(18)가 도통하고 있으므로, 부하 전류는 사이리스터(18)를 통하여 계속 흐른다. 그리고, 제어 회로(16)는, 교류 전원(2)의 전압 제로 크로스점으로부터 소정 시간 Δt만큼 앞인 제2 타이밍에 게이트 구동 신호의 출력을 정지한다(게이트 구동 신호를 하강시킨다). 이 단계에서는, 부하 전류는 거의 흐르고 있지 않으며, 사이리스터(18)가 비도통이 되어도, 조명 부하(3)의 밝기의 변화는 거의 발생하지 않는다. 사이리스터(18)가 비도통이 되면, 정류 회로(12)로부터 출력되는 맥류는 사이리스터(18)로부터 전원 회로(13) 및 주파수 검출 회로(17)에 전류하므로, 제어 회로(16)는, 주파수 검출 회로(17)로부터의 검출 신호에 기초하여 교류 전원(2)의 다음의 전압 제로 크로스점을 추정할 수 있어, 추정한 전압 제로 크로스점을 기준으로 하여, 다음의 게이트 구동 신호의 출력을 개시하는 타이밍을 제어할 수 있다. When the
이와 같이, 2선식 조광 스위치(1A)는, 주개폐 회로(10)의 주스위치 소자(트라이액)(11)가 도통할 때까지의 동안 또는 주스위치 소자(11)가 도통하고 있지 않을 때에 조명 부하(3)에 전류를 흐르게 하기 위한 보조 개폐 회로(사이리스터)(18)를 구비하고 있으므로, 부하 전류의 값이 트라이액(11)의 유지 전류 미만이 되어, 트라이액(11)이 비도통이 되어도, 사이리스터(18)가 도통하고 있으므로, 부하 전류는 사이리스터(18)를 통하여 계속 흐른다. 그 결과, LED 전구의 밝기가 안정되어, 육안으로 알 수 있는 깜박거림이나 흔들림은 거의 발생하지 않는다. 또, 부하 전류의 최대치가 트라이액(11)의 유지 전류 미만인 경우여도, 보조 개폐 회로(사이리스터)(18)를 통하여 부하에 전류를 계속 흐르게 할 수 있다. 또한, 사이리스터(18)의 게이트 전극에 입력하는 게이트 구동 신호를, 교류 전원(2)의 전압 제로 크로스점으로부터 소정 시간 Δt만큼 앞인 제2 타이밍에 정지시킴으로써, 교류 전원(2)의 다음의 전압 제로 크로스점을 정확하게 추정할 수 있다. 또, 도 3에 나타내는 바와 같이, 동일한 교류 전원(2)에 접속되어 있는 다른 기기가 동작했다고 해도, 사이리스터(18)를 통하여 부하 전류가 계속 흐르므로, 조명 부하(3)의 밝기는 거의 변화하지 않는다. 또, 부하 전압 파형도 그다지 변화하지 않는다. 또한, 트라이액(11)으로서는, 특히 그 유지 전류치가 작은 것을 선택하여 사용하는 것은 말할 필요도 없다. As described above, the two-
(제2 실시 형태)(Second Embodiment)
본 발명의 제2 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치에 대해서 설명한다. 도 4는, 제2 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1B)의 회로 구성을 나타낸다. 2선식 조광 스위치(1B)는, 상기 제1 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1A)에, 준주 개폐 회로로서 포토 트라이액 커플러(20)를 추가한 것이다. 포토 트라이액 커플러(20)의 이차측 포토 트라이액(21)이 주개폐 회로(트라이액)(11)에 병렬 접속되며, 일차측 발광 다이오드(22)가 보조 개폐부(사이리스터)(18)에 직렬 접속되어 있다. 그 외의 구성은 동일하다. 이 포토 트라이액(21)으로서, 그 유지 전류치가 주개폐 회로의 트라이액(11)의 유지 전류치보다 작은 것이 선택되어 있다. A two-wire dimming switch according to a second embodiment of the present invention will be described. 4 shows a circuit configuration of a two-
다음에, 제2 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1B)의 구체적인 동작에 대해서, 차이점을 중심으로 설명한다. 교류 전원(2)의 전압 제로 크로스점에 있어서 트라이액(11) 및 포토 트라이액(21)이 소호하면, 정류 회로(12)에 전류가 흐르고, 그 후 소정의 제1 타이밍에 사이리스터(18)의 게이트 단자에 게이트 구동 신호가 입력되고, 사이리스터(18)가 도통하여, 부하 전류가 사이리스터(18)를 통하여 흐른다. 이 때, 포토 트라이액 커플러(20)의 일차측 발광 다이오드(22)가 발광하고, 이차측 포토 트라이액(21)의 게이트 단자에 게이트 구동 신호가 입력되며, 포토 트라이액(21)이 도통한다. 포토 트라이액(21)이 도통하면, 부하 전류는 포토 트라이액(21)에 전류한다. 여기서, 부하 전류치가 작고, 주개폐 회로의 트라이액(11)의 유지 전류치 미만일 때는, 주개폐 회로의 트라이액(11)은 도통하지 않고, 부하 전류는 그대로 준주 개폐 회로인 포토 트라이액(21)을 통과하여 흐른다. 한편, 부하 전류치가 크고, 주개폐 회로의 트라이액(11)의 유지 전류치 이상이 되면, 주개폐 회로의 트라이액(11)이 도통하여, 부하 전류는 트라이액(11)에 전류한다. 조명 부하(3)가 LED 전구인 경우, 부하 전류의 값이 트라이액(11)의 유지 전류 미만이 되면, 트라이액(11)이 자기 소호되어 비도통이 되어 버리지만, 사이리스터(18)가 도통하여, 부하 전류는 사이리스터(18)에 일시적으로 전류한다. 그리고, 포토 트라이액 커플러(20)의 일차측 발광 다이오드(22)가 발광하고, 이차측 포토 트라이액(21)이 도통하여, 부하 전류는 포토 트라이액(21)에 전류한다. 포토 트라이액(21)의 유지 전류치는, 상기와 같이 트라이액(11)의 유지 전류치보다 작기 때문에, 부하 전류를 안정되게 계속 흐르게 할 수 있다. Next, the specific operation of the
제2 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1B)는, 제1 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1A)와 비교하여, 준주 개폐 회로로서 포토 트라이액 커플러(20)가 추가되어 있기 때문에, 약간 구조가 복잡하고, 그 만큼 비용 상승의 요인이 된다. 그렇지만, 트라이액(11)이 비도통이 된 후에도, 부하 전류는, 오로지 정류 회로(12)보다 상류측(교류측)의 포토 트라이액(21)을 흐르기 때문에, 즉, 부하 전류는 다이오드 브릿지를 통과하지 않기 때문에, 다이오드 브릿지에 의한 손실이 없어진다. 그 결과, LED 전구의 밝기의 변화가 매우 작아져, 육안으로 알 수 있는 깜박거림이나 흔들림은 거의 발생하지 않는다. The two-
(제3 실시 형태)(Third Embodiment)
본 발명의 제3 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치에 대해서 설명한다. 도 5는, 제3 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1C)의 회로 구성을 나타낸다. 2선식 조광 스위치(1C)는, 상기 제1 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1A)에 있어서, 2개의 보조 개폐 회로(사이리스터)(18a 및 18b)를 설치하여, 각각의 사이리스터의 애노드를 정류 회로(12)의 교류측에, 캐소드를 정류 회로(12)의 직류측 마이너스 단자에 접속한 것이다. 제어 회로(16)로부터 출력되는 게이트 구동 신호는, 다이오드(25a 및 25b)에서 분기되어, 각 사이리스터(18a 및 18b)의 게이트 단자에 입력된다. 즉, 교류 전원(2)의 극성에 따라 2개의 사이리스터(18a 및 18b) 중 어느 하나가 보조 개폐 회로로서 사용된다. 그 외의 구성 및 동작은 제1 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1A)와 동일하다. A two-wire dimming switch according to a third embodiment of the present invention will be described. Fig. 5 shows a circuit configuration of a two-wire dimming switch 1C according to the third embodiment. The two-wire dimming switch 1C is provided with two auxiliary opening / closing circuits (thyristors) 18a and 18b in the two-
제3 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1C)는, 제1 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1A)와 비교하여, 보조 개폐 회로를 구성하는 사이리스터, 저항 및 콘덴서가 추가되어 있기 때문에, 약간 구조가 복잡하고, 그 만큼 비용 상승의 요인이 된다. 그렇지만, 트라이액(11)이 비도통이 된 후, 부하 전류는, 정류 회로(12)를 구성하는 다이오드 1개를 통과하지 않기 때문에, 그 만큼 손실이 적어진다. 조명 부하(3)가 LED 전구인 경우, 부하 전류치가 매우 작기 때문에, 다이오드 1개 분의 손실이라도 적을수록, 보다 LED 전구의 깜박거림이나 흔들림을 작게 할 수 있다. The two-wire dimming switch 1C according to the third embodiment is different from the two-
(제4 실시 형태)(Fourth Embodiment)
본 발명의 제4 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치에 대해서 설명한다. 도 6은, 제4 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1D)의 회로 구성을 나타낸다. 2선식 조광 스위치(1D)는, 제2 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1B)와 제3 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1C)의 특징을 조합한 것이며, 준주 개폐 회로로서 포토 트라이액 커플러(20)와, 2개의 보조 개폐 회로(사이리스터)(18a 및 18b)를 구비하고 있다. 제4 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1D)에서는, 제3 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1C)와 마찬가지로, 부하 전류가 사이리스터(18a 또는 18b)를 흐를 때에 정류 회로(12)를 구성하는 다이오드 1개를 통과하지 않기 때문에, 그 만큼 손실이 적어진다. 그 때문에, 제2 실시 형태에 관련된 2선식 조광 스위치(1B)와 비교하여, 부하 전류가 사이리스터(18a 또는 18b)로부터 포토 트라이액(21)에 전류할 때의 전압 변동이 작아져, 조명 부하(3)에 안정된 전력을 공급할 수 있다. 또, 그 결과, LED 전구의 밝기의 변화가 더 작아져, 깜박거림이나 흔들림은 거의 발생하지 않는다. A two-wire dimming switch according to a fourth embodiment of the present invention will be described. Fig. 6 shows the circuit configuration of the 2-
(제5 실시 형태)(Fifth Embodiment)
상기 제1 내지 제4 실시 형태는 2선식 조광 스위치의 구조에 관한 것이었지만, 제5 실시 형태는, 상기 어느 하나의 2선식 조광 스위치(1A~1D)에 있어서의 제어 방법에 관한 것이다. 2선식 조광 스위치(1A~1D) 및 도 10에 나타내는 LED 전구의 구동 회로(70)는, 모두 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여, 버퍼 콘덴서에 전력을 축적하는 회로 구성을 가지고 있다. 그 때문에, 예를 들면 스위치(5)가 장시간 오프 되어 있었을 때는, 어느 버퍼 콘덴서도 방전되어, 전력은 남아 있지 않다고 생각할 수 있다. 스위치(5)를 온 하면, 2선식 조광 스위치(1A~1D)가 기동하여, 제어 회로(16)가 게이트 구동 신호를 출력함으로써 조명 부하(3)에 전력의 공급이 개시된다. 조명 부하(3)가 LED 전구인 경우, 전력의 공급이 개시되어도 구동 회로(70)가 기동하고 있지 않기 때문에, 정상 점등 시와는 상이한 동작 및 임피던스 특성을 나타낸다. 즉, LED 전구의 구동 회로(70)에 전력의 공급이 개시되면, 최초로 버퍼 콘덴서(73)가 충전된다. 그 때문에, LED 전구의 기동 시에는, 이 버퍼 콘덴서(73)의 용량 성분이 지배적인 임피던스 특성을 나타낸다. 그리고, 교류 전원(2)의 전압이 비교적 높을 때에 LED 전구의 구동 회로(70)에 전류가 흐르기 시작하면, 버퍼 콘덴서(73)가 급속히 충전되어, 2선식 조광 스위치(1A~1D)와 LED 전구의 구동 회로(70) 사이에서 큰 역률 차이가 발생한다. Although the first to fourth embodiments relate to the structure of the two-wire dimming switch, the fifth embodiment relates to a control method in any one of the two-wire dimming switches 1A to 1D. The two-wire dimming switches 1A to 1D and the LED
역률이 크게 상이한 임피던스 간에서는, 각각 인가되는 전압의 위상이 교류 전원(2)의 위상과 상이하며, 예를 들면 교류 전원(2)의 전압이 100V일 때에 부하 전압이 -30V이었다고 하면, 2선식 조광 스위치(1A~1D)의 접속 단자 1a와 1b 사이의 전압(스위치간 전압으로 한다)은 130V가 된다. 즉, 교류 전원(2)의 전압 제로 크로스점과 2선식 조광 스위치(1A~1D)의 스위치간 전압 제로 크로스점은 상이하다. 2선식 조광 스위치(1A~1D)는, 본래 교류 전원(2)의 전압 제로 크로스점을 기준으로 하여 제어를 행하는 것을 목적으로 하고 있지만, 상기 제어 회로(16)는, 주파수 검출 회로(17)의 출력으로부터 스위치간 전압 제로 크로스점을 추정하여 조광 제어를 행하고 있다. 그 때문에, 교류 전원(2)의 전압 제로 크로스점과는 상이한 타이밍에 제어를 행하면(게이트 구동 신호를 출력한다), 본래가 안정된 조광 제어를 할 수 없게 될 가능성이 있다. Assuming that the phase of the voltage applied is different from the phase of the
도 7은, 제5 실시 형태에 관련된 제어 방법에 따르는 각 부의 파형을 나타낸다. 조광을 개시할 때까지는, 교류 전원(2)의 전압 파형의 위상과 2선식 조광 스위치(1A~1D)의 스위치간 전압 파형의 위상은 일치하고 있다. 제5 실시 형태에 관련된 제어 방법에서는, 조명 부하(3)의 조광 제어 개시에 있어서, 제어 회로(16)로부터 보조 개폐 회로의 사이리스터(18)에 게이트 단자에 입력하는 최초의 게이트 구동 신호를, 주파수 검출 회로(17)의 출력으로부터 추측한 스위치간 전압 제로 크로스점 부근(예를 들면, 스위치간 전압 제로 크로스점에 대해 ±수ms 이내)에서 출력한다. 최초의 게이트 구동 신호를 출력하는 타이밍은, 반드시 전압 제로 크로스점의 앞일 필요는 없고, 전압 제로 크로스점을 지나고 나서여도 된다. 그렇게 함으로써, 교류 전원(2)의 전압이 낮은 레벨로부터 LED 전구의 구동 회로(70)의 버퍼 콘덴서(73)의 충전을 개시할 수 있다. 이와 같이, LED 전구의 구동 회로(70)로의 전력 공급을 전압 제로 크로스점(0V) 부근으로부터 개시함으로써, 2선식 조광 스위치(1A~1D)와 LED 전구의 구동 회로(70)의 임피던스 변화가 급격한 것은 되지 않으며, 교류 전원(2)의 1/2 주기의 전력을 2선식 조광 스위치(1A~1D)와 LED 전구의 구동 회로(70)에서 서로 나눌 수 있다. 또, 2선식 조광 스위치(1A~1D)와 LED 전구의 구동 회로(70) 사이에서 큰 역률 차이는 발생하지 않기 때문에, 안정된 조광 제어를 행할 수 있다. Fig. 7 shows the waveforms of the respective parts according to the control method according to the fifth embodiment. Until the start of dimming, the phase of the voltage waveform of the
또한, 상기 설명에 있어서, 주스위치 소자로서 단일의 쌍방향 반도체 스위치 소자인 트라이액을 예시했지만, 그것에 한정되는 것이 아니며, 트라이액과 마찬가지로 쌍방향에 전류를 흐르게 할 수 있는 구조의 것이면 되고, 예를 들면 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)나 FET를 역병렬 접속한 것 등이어도 된다. In the above description, the triac as a single bidirectional semiconductor switch element is exemplified as the main switch element, but the present invention is not limited to this, and it may be a structure having a structure capable of flowing current in both directions like the triac, An insulated gate bipolar transistor (IGBT) or an inverse-parallel-connected FET may be used.
1A~1D: 2선식 조광 스위치 2: 교류 전원
3: 조명 부하 4: 조광량 설정 회로(가변 저항기)
5: 스위치 10: 주개폐 회로
11: 주스위치 소자(트라이액) 12: 정류 회로
13: 전원 회로 16: 제어 회로
17: 주파수 검출 회로
18, 18a, 18b: 보조 개폐 회로(보조 스위치 소자, 사이리스터)
20: 준주 개폐 회로(포토 트라이액 커플러)
21: 포토 트라이액 22: 발광 다이오드1A to 1D: 2-wire dimming switch 2: AC power source
3: Lighting load 4: Lighting amount setting circuit (Variable resistor)
5: Switch 10: Main switching circuit
11: main switch element (triac) 12: rectifying circuit
13: power supply circuit 16: control circuit
17: Frequency detection circuit
18, 18a, 18b: auxiliary switching circuit (auxiliary switching element, thyristor)
20: Substance open / close circuit (phototriac coupler)
21: Photo triac 22: Light emitting diode
Claims (6)
교류 전력이 입력되는 제1 접속 단자 및 제2 접속 단자와,
상기 제1 접속 단자 및 상기 제2 접속 단자 사이에 접속되며, 제1 반도체 스위치 소자를 주(主)스위치 소자로 하는 주개폐 회로와,
상기 제1 접속 단자 및 상기 제2 접속 단자 사이에 접속된 정류 회로와,
상기 정류 회로의 직류측에 접속되며, 상기 2선식 조광 스위치의 내부 전원을 확보하는 전원 회로와,
상기 정류 회로의 직류측에 접속되며, 상기 교류 전원의 주파수를 검출하기 위한 소정의 검출 신호를 출력하는 주파수 검출 회로와,
상기 정류 회로의 직류측 또는 교류측에 접속되며, 제2 반도체 스위치 소자를 보조 스위치 소자로 하여, 상기 주스위치 소자가 도통하고 있지 않을 때에 부하 전류를 흐르게 함과 함께, 상기 주스위치 소자 또는 그 외의 반도체 스위치 소자를 도통시키기 위해 게이트 구동 신호를 출력하는 보조 개폐 회로와,
사용자에 의해 조작되며, 상기 조명 부하의 밝기를 조절하기 위한 조광량을 설정하기 위한 조광량 설정 회로와,
상기 주파수 검출 회로로부터 출력되는 상기 검출 신호에 기초하여, 상기 교류 전원의 주파수를 검출하고, 상기 교류 전원의 전압 제로 크로스점을 추정하여, 상기 조광량 설정 회로에 의해 설정된 조광량 및 추정된 전압 제로 크로스점에 기초하여 결정되는 제1 타이밍에 상기 보조 개폐 회로를 도통시키기 위한 구동 신호의 출력을 개시하고, 상기 추정된 전압 제로 크로스점의 다음으로 추정된 전압 제로 크로스점에 대해 소정 시간 앞인 제2 타이밍에 상기 구동 신호의 출력을 정지하는 제어 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 2선식 조광 스위치. A two-wire dimming switch connected in series to an AC power source and an illumination load,
A first connection terminal and a second connection terminal to which AC power is input,
A main switching circuit connected between the first connection terminal and the second connection terminal and having a first semiconductor switching element as a main switching element,
A rectifying circuit connected between the first connection terminal and the second connection terminal,
A power supply circuit connected to the dc side of the rectifying circuit for securing an internal power supply of the two-wire dimming switch,
A frequency detection circuit connected to the DC side of the rectifying circuit for outputting a predetermined detection signal for detecting the frequency of the AC power supply,
A second semiconductor switch element is used as an auxiliary switch element and a load current is caused to flow when the main switch element is not conducting and the main switch element or other main switch element is connected to the DC or AC side of the rectifying circuit, An auxiliary switching circuit for outputting a gate driving signal for conducting the semiconductor switch element,
An illumination light amount setting circuit operated by a user to set an illumination light amount for adjusting the brightness of the illumination load,
A frequency zero crossing point of the alternating current power supply is detected based on the detection signal outputted from the frequency detection circuit, and the zero crossing point of the alternating current power supply is estimated, The control circuit starts outputting a drive signal for causing the auxiliary open / close circuit to conduct at a first timing determined based on a cross point, And a control circuit for stopping the output of the drive signal at a timing when the two-wire type dimming switch is turned on.
상기 보조 개폐 회로로부터 출력되는 상기 게이트 구동 신호에 의해 도통되며, 상기 보조 개폐 회로가 도통된 후, 상기 주스위치 소자가 도통하고 있지 않을 때에 부하 전류를 흐르게 함과 함께, 상기 주스위치 소자를 도통시키기 위한 구동 신호를 출력하는 준주(準主) 개폐 회로를 더 구비한 것을 특징으로 하는 2선식 조광 스위치. The method according to claim 1,
Wherein the main switch element is made conductive by the gate drive signal outputted from the auxiliary open / close circuit, and after the auxiliary open / close circuit is conducted, a load current is caused to flow when the main switch element is not conducting, Further comprising a quasi main opening / closing circuit for outputting a driving signal for driving the light source.
상기 주스위치 소자는 트라이액이며,
상기 보조 개폐 회로는, 상기 정류 회로의 직류측에 접속된 사이리스터를 보조 스위치 소자로 하는 것을 특징으로 하는 2선식 조광 스위치. The method according to claim 1 or 2,
The main switch element is a triac,
Wherein the auxiliary switching circuit comprises a thyristor connected to the DC side of the rectifying circuit as an auxiliary switching element.
상기 주스위치 소자는 트라이액이며,
상기 보조 개폐 회로는, 상기 정류 회로의 교류측에 접속되며, 상기 교류 전원의 극성에 따라 교호로 도통되는 2개의 사이리스터를 보조 스위치 소자로 하는 것을 특징으로 하는 2선식 조광 스위치. The method according to claim 1 or 2,
The main switch element is a triac,
Wherein the auxiliary switching circuit is connected to the AC side of the rectifying circuit and two thyristors alternately conducting in accordance with the polarity of the AC power supply are used as auxiliary switching elements.
상기 준주 개폐 회로는 포토 트라이액 커플러를 스위치 소자로 하고, 상기 포토 트라이액 커플러의 이차측의 포토 트라이액이 상기 주스위치 소자와 병렬로 접속됨과 함께, 일방의 단자가 상기 주스위치 소자의 게이트 단자에 접속되고, 상기 포토 트라이액 커플러의 일차측의 발광 다이오드가 상기 보조 개폐 회로와 직렬로 접속되며,
상기 포토 트라이액의 유지 전류치는 상기 트라이액의 유지 전류치보다 작은 것을 특징으로 하는 2선식 조광 스위치. Claim 3 or claim 2 dependent on claim 2, claim 4 or claim 5 dependent on claim 2,
Wherein the phototriac coupler is a switch element, the phototriac of the phototriac coupler on the secondary side is connected in parallel with the main switch element, and one of the terminals is connected to the gate terminal The light emitting diode on the primary side of the phototriac coupler is connected in series with the auxiliary opening / closing circuit,
Wherein the holding current value of the phototriac is smaller than the holding current value of the triac.
상기 제어 회로는, 상기 조명 부하의 조광 제어를 개시할 때, 상기 보조 개폐 회로를 도통시키기 위한 최초의 구동 신호를, 상기 추정된 전압 제로 크로스점 부근의 소정의 타이밍에 출력하는 것을 특징으로 하는 2선식 조광 스위치.The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the control circuit outputs a first drive signal for causing the auxiliary open / close circuit to conduct at a predetermined timing near the estimated voltage zero cross point when the dimming control of the illumination load is started Linear dimming switch.
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