TW201603459A - 負載控制裝置 - Google Patents

Abstract

本發明，係提供一種可抑制起因於雷電衝擊而流至開閉部之突波電流之負載控制裝置。本發明之負載控制裝置(10)，包含了具備第1開關元件(17)之開閉部(1) 、及保護電路(5)。保護電路(5)具備第1功能電路(18)與第2功能電路(8)。第2功能電路(8)具備二極體電橋(9)、第2開關元件(11)、第1電阻(12)與第2電容(13)、及第2電阻(14)與第3電容(15)。第2功能電路(8)中對雷電衝擊的響應時間，係設定成較變阻器(7)中對雷電衝擊的響應時間為短。

Description

負載控制裝置

本發明係有關於負載控制裝置，特別是，係有關一種負載控制裝置，其具備設置在從交流電源至負載的供電路徑之開閉部。

以往，已有設置在從交流電源至負載的供電路徑之負載控制裝置(參照文獻1(日本國公開專利公報2010-146527號))。

負載控制裝置具備主開閉部、及控制部等。

主開閉部係以能控制對負載之電源供應的方式而構成。又，主開閉部具備電晶體構造之開關元件。主開閉部並聯有變阻器。變阻器並聯有電容。

控制部係以能控制負載控制裝置整體的方式而構成。又，控制部係以能使主開閉部成為導通或非導通的方式而構成。

在負載控制裝置中，由於有變阻器並聯於主開閉部，因此，例如當有雷電衝擊電壓施加於負載控制裝置時，可將流至負載控制裝置之電流，分流成流至主開閉部之開關元件之雷電衝擊電流與流至變阻器之雷電衝擊電流。

然而，變阻器對雷電衝擊之響應時間一般為1μs～數μs之範圍內。因此，在負載控制裝置中當有雷電衝擊電壓施加時，在雷電衝擊電流分流至變阻器之前，有可能在主開閉部已有超過突波電流容許量之電流流過。

本發明係有鑑於上述事由而設計，其目的在於提供一種負載控制裝置，其可抑制起因於雷電衝擊而流至開閉部之突波電流。

本發明之負載控制裝置，具備設置於從交流電源至負載的供電路徑之開閉部。本發明之負載控制裝置包含：具有第1開關元件之該開閉部；用以控制該開閉部之開／閉的控制電路；及能抑制突波電流流至該開閉部之保護電路。該保護電路具備第1功能電路與第2功能電路。該第1功能電路，具備變阻器與第1電容之第1並聯電路。該第1並聯電路係並聯於該開閉部。該第2功能電路包含二極體電橋、第2開關元件、第1電阻與第2電容之第2並聯電路、及第2電阻與第3電容之第3並聯電路。該第2開關元件包含第1主端子、第2主端子、及控制端子。該第2開關元件，係藉由施加至該控制端子之電壓或流至該控制端子之電流，而開／閉該第1主端子與該第2主端子間的導通。在該第2功能電路中，在該二極體電橋中一對輸入端子當中的第1輸入端子，透過該開閉部，連接於該一對輸入端子當中的第2輸入端子。該第2功能電路中，在該二極體電橋中一對輸出端子當中的第1輸出端子，透過該第2並聯電路，連接於該第2開關元件之該第1主端子。該第2功能電路中，該一對輸出端子當中的第2輸出端子，連接於該第2開關元件之該第2主端子。該保護電路中，該第2主端子係透過該第3並聯電路，連接於該第2開關元件之控制端子。該保護電路之構成方式，係使該第2功能電路中對雷電衝擊的響應時間，較該變阻器中對該雷電衝擊的響應時間為短。

以下邊參照圖1以說明本實施形態之負載控制裝置10。又，以下，在本實施形態之負載控制裝置10中，第1開關元件17與第2開關元件11各具備電晶體構造。電晶體構造係由第1主端子、第2主端子、及控制端子等所構成。又，所謂電晶體的構造方式，係藉由施加至控制端子之電壓或電流，來開／閉第1主端子與第2主端子之間的導通。

負載控制裝置10，具備設置在從交流電源20至負載21的供電路徑之開閉部1。交流電源20可使用例如商用電源等。負載21可使用例如照明負載等。再者，負載控制裝置10的構成要件不包含交流電源20與負載21。

負載控制裝置10包含上述之開閉部1、控制電路4、及保護電路5。

開閉部1係以能開／閉上述供電路徑的方式而構成。具體而言，開閉部1具備2個第1開關元件17、17。第1開關元件17具備電晶體構造。第1開關元件17可使用例如增強型(常閉型)之n通道MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金氧半場效電晶體)。各第1開關元件17具有內置的二極體。

在負載控制裝置10中，2個第1開關元件17、17係以彼此源極相接的方式而成反向串聯。又，在負載控制裝置10中，係將各第1開關元件17的耐電壓設定成彼此相等。再者，在負載控制裝置10中，雖係連接各開關元件17之源極彼此，但亦可連接各第1開關元件17之汲極彼此。又，在負載控制裝置10中，係將2個第1開關元件17、17連接成反向串聯，但亦可將2個第1開關元件17、17連接成反向並聯。

又，在負載控制裝置10中的開閉部1，可使用例如雙向開關元件等。雙向開關元件可舉例為雙向閘流體等。

控制電路4係以能控制開閉部1之開／閉的方式而構成。控制電路4藉由開啟開閉部1，而使上述供電路徑通路。又，控制電路4藉由關閉開閉部1，而使上述供電路徑斷路。

控制電路4之構成方式，可舉例為在微電腦中搭載適當的程式而構成。上述程式，例如，係儲存於預先設置於上述微電腦中之記憶體等。

控制電路4係與開閉部1成電性連接。具體而言，控制電路4係與各第1開關元件17之控制端子(本實施形態中係閘極端子)成電性連接。

保護電路5係以能抑制突波電流流至開閉部1的方式而構成。又，保護電路5具備第1功能電路18與第2功能電路8。

第1功能電路18具備變阻器7與第1電容6之並聯電路(第1並聯電路)。又，第1並聯電路係並聯於開閉部1。

第2功能電路8具備二極體電橋9、第2開關元件11、第1電阻12與第2電容13之並聯電路(第2並聯電路81)、第2電阻14與第3電容15之並聯電路(第3並聯電路82)。第2開關元件11具備電晶體構造。第2開關元件11可使用例如絕緣閘雙極電晶體(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor)等。

由4個二極體所構成之二極體電橋9，其中的一對輸入端子91、92當中的第1輸入端子91，係透過開閉部1，而連接於一對輸入端子91、92當中的第2輸入端子92。二極體電橋9中一對輸出端子93、94當中的第1輸出端子93，係透過第2並聯電路81，而連接於第2開關元件11 之第1主端子(本實施形態中係集極端子)112。在二極體電橋9中一對輸出端子93、94當中的第2輸出端子94，係連接於第2開關元件11之第2主端子(本實施形態係射極端子)113。第2開關元件11之射極端子113，係透過第3並聯電路82，連接於第2開關元件11之控制端子(本實施形態係閘極端子)111。

又，負載控制裝置10包含整流／平流電路2與電源電路3。

整流／平流電路2之構成方式，係對於來自交流電源20之交流電壓進行整流及平流動作。整流／平流電路2的構成，可舉例為使其包含由4個二極體所構成之二極體電橋，以及平流電容器。整流／平流電路2係設置於從交流電源20至負載21的供電路徑。

電源電路3之構成方式，係從已被整流／平流電路2施以整流及平流動作之直流電壓產生既定之直流電壓。又，電源電路3之構成方式，係將上述既定之直流電壓供應至控制電路4。電源電路3可使用例如DC/DC轉換器等。

電源電路3與整流／平流電路2成電性連接。又，電源電路3與控制電路4成電性連接。

在負載控制裝置10中，係將第2功能電路8中對雷電衝擊的響應時間，設定成較變阻器7中對雷電衝擊之響應時間為短。具體而言，在負載控制裝置10，係將第2功能電路8之阻抗，設定成較變阻器7之阻抗為小。所謂第2功能電路8之阻抗，係由第2並聯電路81之阻抗、第2開關元件11之阻抗、及第3並聯電路82之阻抗而預先決定。更詳細而言，第2功能電路8之阻抗，係指：二極體電橋9之第1輸出端子93與第2開關元件11之集極端子112間的阻抗、第2開關元件11之集極-閘極間阻抗、第2開關元件11之閘極-射極間的阻抗與第3並聯電路82之阻抗的合成阻抗，以上三者合計的阻抗。

又，在負載控制裝置10中，係將第2開關元件11的耐電壓，設定成較變阻器7的壓敏電壓為低，且，較交流電源20的交流電壓之峰值為高。又，在負載控制裝置10中，係將變阻器7的壓敏電壓，設定成較開閉部1之第1開關元件17的耐電壓為低。再者，所謂壓敏電壓，係指變阻器7開始動作之電壓。

第2功能電路8之時間常數，係設定成較第1功能電路18之時間常數為小，以使得雷電衝擊電流開始流至第2開關元件11的時間，早於上述雷電衝擊電流開始流至變阻器7的時間。具體而言，在負載控制裝置10中，係將由第2開關元件11、第1電阻12、第2電阻14、第2電容13、及第3電容15所決定之時間常數，設定成較變阻器7及第1電容6所決定之時間常數為小。

又，在負載控制裝置10中，係將上述雷電衝擊電流持續流至第2開關元件11的時間，設定成既定時間(例如數μs)。亦即，係將保護電路5的構成方式設定為，從上述雷電衝擊電流開始流至第2開關元件11起算，經上述既定時間後，方使上述雷電衝擊電流流至變阻器7。上述既定時間之決定，係藉由適當設定第2功能電路8之上述時間常數而決定之。

以下根據圖2，以說明在本實施形態之負載控制裝置10中，有雷電衝擊電壓重疊於交流電源20之交流電壓時之動作。以下，係以各第1開關元件17在關閉狀態者來說明。圖2表示，對交流電源20之交流電壓(本實施形態為200V)有雷電衝擊電壓重疊時，使用電路模擬所求出之負載控制裝置10的特性示例。又，圖2中左側之縱軸表示電壓值。又，圖2中右側之縱軸表示電流值。又，圖2中的橫軸，表示自有雷電衝擊電壓重疊於交流電源20之交流電壓時起算之時間。又，圖2中的A1、A2、A3、A4、A5、及A6，各表示施加至開閉部1之電壓、流至負載21的電流、流至開閉部1的電流、第2開關元件11之閘極-射極間電壓、流至第2功能電路8之電流Id(參照圖1)、及流至變阻器7之電流。

在上述電路模擬中，係根據IEC60669-2-1-1996所規定之規格，將雷電衝擊電壓設定成+1kv。又，在上述電路模擬中，係以正常模式施加作為將雷電衝擊電壓重疊於交流電源20之交流電壓之條件。又，在上述電路模擬中，係根據IEC60669-2-1-1996所規定之規格，使雷電衝擊電壓與交流電源20之交流電壓同步之相位角，被設定成+90°。又，在上述電路模擬中，係將雷電衝擊電壓之電壓波形之規定波前寬度設定成例如1.2μs。又，在上述電路模擬中，係將雷電衝擊電壓之電壓波形之規定波尾長設定成例如50μs。又，在上述電路模擬中，係在圖2中之橫軸為0的時點，使雷電衝擊電壓重疊於交流電源20的交流電壓。再者，規定波前寬度及規定波尾長係以例如IEC61000-4-5-ED.2來定義。又，有關於正常模式施加，係以例如IEC61000-4-5-ED.2為示例。

在負載控制裝置10中，例如，在施加雷電衝擊電壓時，係如圖2所示般，在電流(雷電衝擊電流)流至開閉部1及第2功能電路8之後，使上述雷電衝擊電流流至變阻器7。具體而言，在負載控制裝置10中，例如在施加雷電衝擊電壓時，係如圖2中的A1與A2所示般，造成施加至開閉部1的電壓(開閉部1的兩端電壓)與流至負載21的電流上昇。藉此，在負載控制裝置10中，增加了各第1開關元件17的漏電流，使雷電衝擊電流流至開閉部1(參照圖2中的A3)。又，在負載控制裝置10中，在二極體電橋9之一對輸出端子93、94間的電壓增加，第2開關元件11之閘極-射極間電壓上昇(參照圖2中的A4)。負載控制裝置10中，例如在施加+1kv之雷電衝擊電壓之情形時，施加至開閉部1之電壓上昇至大致300V左右。

在負載控制裝置10中，當第2開關元件11之閘極-射極間電壓到達預設的閾值電壓Vt(參照圖2)時，第2開關元件11從關閉狀態成為開啟狀態。藉此，在負載控制裝置10中，能減少流至開閉部1之雷電衝擊電流，增加流至第2功能電路8之雷電衝擊電流。亦即，在負載控制裝置10中，可將流至開閉部1之雷電衝擊電流分流至第2功能電路8(參照圖2中的A5)。

又，在負載控制裝置10中，當施加至開閉部1的電壓上昇，使開閉部1的兩端電壓大於變阻器7的壓敏電壓時，會使電流(變阻器之電流)流至變阻器7(參照圖2中的A6)。藉此，在負載控制裝置10中，可使流至開閉部1的雷電衝擊電流亦分流至變阻器7。

在負載控制裝置10中，當有變阻器之電流流至變阻器7後，變阻器7的阻抗，將會小於開閉部1及第2功能電路8各自之阻抗。藉此，在負載控制裝置10中，流至開閉部1之雷電衝擊電流的幾乎全部，能分流至變阻器7。藉此，在負載控制裝置10中，當有雷電衝擊電壓施加時，能抑制流至開閉部1的突波電流。

又，在負載控制裝置10中，係將第2功能電路8中對雷電衝擊的響應時間，設定成較變阻器7中對雷電衝擊的響應時間為短。藉此，在負載控制裝置10中，例如當有雷電衝擊電壓施加時，可在變阻器7的響應之前，先使第2功能電路8響應。

此處，以負載控制裝置60作為比較例1而示於圖3。負載控制裝置60係設置於從交流電源69至負載70的供電路徑。負載控制裝置60包含主開閉部61、整流部62、控制部63、第1電源部64、第2電源部71、及第3電源部65。主開閉部61係以能控制對負載70之電源供應的方式而構成。又，主開閉部61具有電晶體構造之開關元件66。在主開閉部61中，並聯著變阻器67。變阻器67中，並聯著電容68。控制部63係以能控制負載控制裝置60整體的方式而構成。又，控制部63係以能使主開閉部61成為導通或非導通的方式而構成。

負載控制裝置60中，可將流至開關元件66之雷電衝擊電流分流至變阻器67。然而，在負載控制裝置60中，並不具備有對雷電衝擊之響應時間短於變阻器67之第2功能電路8。因此，在負載控制裝置60中，當施加雷電衝擊電壓時，在使雷電衝擊電流分流至變阻器67之前，有可能已有超過突波電流容許量之電流流至主開閉部61。

因此，在比較具備圖3所示構成方式之比較例1(負載控制裝置60)與本實施形態之負載控制裝置10後可得知，在負載控制裝置10，可抑制起因於雷電衝擊之流至開閉部1之突波電流。

又，在負載控制裝置10，係將第2開關元件11之耐電壓，設定成較變阻器7之壓敏電壓為低，且，設定成高於交流電源20之交流電壓之峰值。藉此，在負載控制裝置10中，當未施加雷電衝擊電壓之情形時，可防止第2功能電路8及第1功能電路18發生誤動作。

負載控制裝置10在施加-1kv之雷電衝擊電壓之情形時，開閉部1之兩端電壓上昇，對第2功能電路8施加相反極性之電壓。然而，在負載控制裝置10中，係藉由二極體電橋9之全波整流，而使二極體電橋9中一對輸出端子93、94間之電壓的極性，與施加+1kv雷電衝擊電壓之情形時為相同極性。藉此，在負載控制裝置10中，即使是在施加-1kv之雷電衝擊電壓之情形時，可使第2功能電路8的動作，與施加+1kv之雷電衝擊電壓之情形時為相同動作。藉此，在負載控制裝置10中，即使是在施加-1kv之雷電衝擊電壓之情形時，可使流至開閉部1之雷電衝擊電流分流至第2功能電路8。

又，在負載控制裝置10中，係使用絕緣閘雙極電晶體來作為第2開關元件11。藉此，在負載控制裝置10中，相較於使用例如接合面閘極型之開關元件等來作為第2開關元件11之情形，可減少用以驅動第2開關元件11之電力。接合面閘極型之開關元件，可舉例為IFET(Junction Field Effect Transistor：接面場效電晶體)等。

又，在負載控制裝置10中，由於第2開關元件11係使用絕緣閘雙極電晶體，因此，不會像例如單極性電晶體(如MOSFET等)般在第2開關元件11呈開啟狀態時發生流至第2開關元件11之電流飽和。藉此，在負載控制裝置10中，相較於使用單極性電晶體來作為第2開關元件11之情形時，可增加流至第2開關元件11之雷電衝擊電流。藉此，在負載控制裝置10中，相較於使用單極性電晶體來作為第2開關元件11之情形時，可進一步抑制起因於雷電衝擊之流至開閉部1之突波電流。

本案發明者，慮及具備圖4所示構成之比較例2之負載控制裝置30。再者，負載控制裝置30與負載控制裝置10唯一的相異點在於，不具有負載控制裝置10中的第2功能電路8。

本案發明者，如圖5所示，使用了模擬雷電衝擊產生之雷電衝擊測試機31，以進行對負載控制裝置30施加雷電衝擊電壓之雷電衝擊測試。在上述之雷電衝擊測試中，係根據IEC60669-2-1-1996所規定的規格，將雷電衝擊電壓設定成+1kv。又，在上述之雷電衝擊測試中，係採用正常模式施加方式，作為將雷電衝擊電壓重疊至交流電源20之交流電壓(本實施形態為200V)的方法。又，在上述之雷電衝擊測試中，係根據IEC60669-2-1-1996所規定之規格，使雷電衝擊電壓與交流電源20之交流電壓同步之相位角，被設定成+90°。

又，本案發明者，將上述雷電衝擊測試中之負載控制裝置30的特性例，以圖6來表示。圖6中的B1、B2、B3、及B4，係分別表示施加至開閉部1的電壓、流至負載21之電流、流至變阻器7之電流、及流至開閉部1之電流。又，在上述的雷電衝擊測試中，係在圖6之橫軸為0的時點，將雷電衝擊電壓重疊至交流電源20之交流電壓。

在負載控制裝置30中，藉由雷電衝擊測試機31而施加雷電衝擊電壓後，如圖6所示，係以開閉部1、變阻器7之順序而使電流流過。又，在負載控制裝置30中，可將流至開閉部1之雷電衝擊電流分流至變阻器7。

然而，在負載控制裝置30中，當施加雷電衝擊電壓時，流至開閉部1之雷電衝擊電流如圖6中的B4所示，相較於流至負載控制裝置10之開閉部1之雷電衝擊電流(參照圖2中的A3)，數值已變大。

在負載控制裝置10中，係將第2功能電路8並聯於開閉部1。又，在負載控制裝置10中，係將第2功能電路8中對雷電衝擊的響應時間，設定成較變阻器7中對雷電衝擊之響應時間為短。藉此，在負載控制裝置10中，當有雷電衝擊電壓之施加時，流至開閉部1之雷電衝擊電流，如圖2中的A3所示般，將可小於在負載控制裝置30中流至開閉部1之雷電衝擊電流(參照圖6中的B4)。藉此，在負載控制裝置10中，相較於負載控制裝置30，可抑制起因於雷電衝擊而流至開閉部1的電流。

在負載控制裝置10中的保護電路5，係具備1個第2功能電路8，然而，亦可具備複數個第2功能電路8。在此情形，複數個第2功能電路8係分別並聯於開閉部1。在複數個第2功能電路8中，第2開關元件11之耐電壓，較佳係設定成較變阻器7之壓敏電壓為低，且高於交流電源20之交流電壓之峰值。又，複數個第2功能電路8各自之時間常數之較佳設定，係使得突波電流開始流至各個第2開關元件11之時間，早於該突波電流開始流至變阻器7的時間。亦即，各第2功能電路8之時間常數，係根據第2開關元件11、第1電阻12與第2電阻14之電阻值、及第2電容13與第3電容15之電容而決定。藉此，在負載控制裝置10中，相較於保護電路5具備1個第2功能電路8之情形時，可進一步抑制起因於雷電衝擊而流至開閉部1之電流。各第2功能電路8中對雷電衝擊的響應時間，較佳係設定成相異的時間。

再者，本實施形態中，係使用MOSFET(n通道MOSFET)來作為第1開關元件17，但其並不侷限於此。第1開關元件17亦可使用例如JFET、HFET(Hetero junction Field Effect Transistor：異質接面場效電晶體)等。又，本實施形態中的負載21係使用照明負載，但並不侷限於此。

上述本實施形態之負載控制裝置10，具備設置在從交流電源20至負載21的供電路徑之開閉部1。負載控制裝置10包含：具備第1開關元件17之開閉部1；能控制開閉部1之開／閉之控制電路4；及能抑制突波電流流至開閉部1之保護電路5。保護電路5具備第1功能電路18與第2功能電路8。第1功能電路18具備變阻器7與第1電容6之第1並聯電路。第1並聯電路係並聯於開閉部1。第2功能電路8包含二極體電橋9、第2開關元件11、第1電阻12與第2電容13之第2並聯電路81、第2電阻14與第3電容15之第3並聯電路82。第2開關元件11包含第1主端子112、第2主端子113、及控制端子111。第2開關元件11係藉由施加至控制端子111之電壓或流至該控制端子之電流，來開／閉第1主端子112與第2主端子113之間的導通。在第2功能電路8中，二極體電橋9中一對輸入端子91、92當中的第1輸入端子91，係透過開閉部1而連接於一對輸入端子91、92當中之第2輸入端子92。第2功能電路8中，在二極體電橋9中一對輸出端子93、94當中之第1輸出端子93，係透過第2並聯電路81，而連接於第2開關元件11之該第1主端子(集極端子)112。第2功能電路8中一對輸出端子93、94當中的第2輸出端子94，連接於第2開關元件11之第2主端子(射極端子)113。第2功能電路8之第2主端子113，係透過第3並聯電路82，而連接於第2開關元件11之控制端子(閘極端子)111。保護電路5之構成方式，係將第2功能電路8中對雷電衝擊之響應時間，設定成較變阻器7中對雷電衝擊之響應時間為短。

第2功能電路8中對雷電衝擊之響應時間，較佳係由第2功能電路8之阻抗所決定。亦即，第2功能電路8之阻抗，較佳係根據第2並聯電路81之阻抗、第2開關元件11之阻抗、及第3並聯電路82之阻抗而預先決定。

由於本實施形態之負載控制裝置10係以上述的方式構成，流至負載控制裝置10之突波電流，將先於變阻器7而流至第2功能電路8。亦即，第2功能電路8早於變阻器7而起動，使該突波電流流至第2功能電路8。因此，相較於比較例1、2之負載控制裝置30、60，可抑制起因於雷電衝擊之流至開閉部1的突波電流。

在本實施形態之負載控制裝置10中，第2開關元件11之耐電壓，較佳係設定成較變阻器7之壓敏電壓為低，且高於交流電源20之交流電壓之峰值。又，該壓敏電壓，較佳係設定成較第1開關元件17之耐電壓為低。

本實施形態之負載控制裝置10若以上述方式構成，當負載控制裝置10未有雷電衝擊電壓施加之情形時，由於第2開關元件11及變阻器7呈關閉狀態，因而可防止第2功能電路8及第1功能電路18發生誤動作。

本實施形態之負載控制裝置10中之保護電路5之較佳構成方式，係使第2功能電路8之時間常數小於第1功能電路18的時間常數，以使雷電衝擊電流開始流至第2開關元件11的時間，早於該雷電衝擊電流開始流至變阻器7的時間。

又，保護電路5之較佳構成方式，係使第2功能電路8之時間常數，由第2開關元件11、第1電阻12與第2電阻14之電阻值、第2電容13與第3電容15之電容所決定，藉此，自雷電衝擊電流開始流至第2開關元件11起算，經既定時間後，方使該雷電衝擊電流流至變阻器7。

本實施形態之負載控制裝置10若以上述方式構成，在使雷電衝擊電流流至變阻器7之前，已先行起動第2功能電路8，以使該雷電衝擊電流流至第2功能電路8。之後，若有較既定之電壓值為高之電壓施加至變阻器7，則該突波電流將流至變阻器7。如所示，該雷電衝擊電流可分流至第2功能電路8與變阻器7，因此，能進一步抑制流至開閉部1之該雷電衝擊電流。

保護電路5以具備複數個第2功能電路8為較佳。複數個第2功能電路8，較佳係各自並聯至開閉部1。

本實施形態之負載控制裝置10若以上述方式構成，由於雷電衝擊電流可分流至複數個第2功能電路8，因此，可進一步抑制起因於雷電衝擊之流至開閉部1的突波電流。

在本實施形態之負載控制裝置10中，第2開關元件11較佳係使用絕緣閘雙極電晶體。

本實施形態之負載控制裝置10若以上述方式構成，則在負載控制裝置10中，可降低用以驅動第2開關元件11之電力。又，可增加流至第2開關元件11之電流。

1‧‧‧開閉部
2‧‧‧整流／平流電路
3‧‧‧電源電路
4‧‧‧控制電路
5‧‧‧保護電路
6‧‧‧第1電容
7‧‧‧變阻器
8‧‧‧第2功能電路
9‧‧‧二極體電橋
10‧‧‧負載控制裝置
11‧‧‧第2開關元件
12‧‧‧第1電阻
13‧‧‧第2電容
14‧‧‧第2電阻
15‧‧‧第3電容
17‧‧‧第1開關元件
18‧‧‧第1功能電路
20‧‧‧交流電源
21‧‧‧負載
30‧‧‧負載控制裝置
31‧‧‧雷電衝擊測試機
60‧‧‧負載控制裝置
61‧‧‧主開閉部
62‧‧‧整流部
63‧‧‧控制部
64‧‧‧第1電源部
65‧‧‧第3電源部
66‧‧‧開關元件
67‧‧‧變阻器
68‧‧‧電容
69‧‧‧交流電源
70‧‧‧負載
71‧‧‧第2電源部
81‧‧‧第2並聯電路
82‧‧‧第3並聯電路
91、92‧‧‧輸入端子
93、94‧‧‧輸出端子
111‧‧‧控制端子
112‧‧‧第1主端子
113‧‧‧第2主端子

圖1係本實施形態之負載控制裝置之電路圖。 圖2係本實施形態之負載控制裝置之動作說明圖。 圖3係比較例1之負載控制裝置之電路圖。 圖4係比較例2之負載控制裝置之電路圖。 圖5係比較例2之負載控制裝置之雷電衝擊測試之說明圖。 圖6係比較例2 之負載控制裝置之動作說明圖。

1‧‧‧開閉部

2‧‧‧整流/平流電路

3‧‧‧電源電路

4‧‧‧控制電路

5‧‧‧保護電路

6‧‧‧第1電容

7‧‧‧變阻器

8‧‧‧第2功能電路

9‧‧‧二極體電橋

10‧‧‧負載控制裝置

11‧‧‧第2開關元件

12‧‧‧第1電阻

13‧‧‧第2電容

14‧‧‧第2電阻

15‧‧‧第3電容

17‧‧‧第1開關元件

18‧‧‧第1功能電路

20‧‧‧交流電源

21‧‧‧負載

81‧‧‧第2並聯電路

82‧‧‧第3並聯電路

91、92‧‧‧輸入端子

93、94‧‧‧輸出端子

111‧‧‧控制端子

112‧‧‧第1主端子

113‧‧‧第2主端子

Claims (10)

1. 一種負載控制裝置，具備設置於從交流電源至負載的供電路徑之開閉部，其特徵在於： 包含具有第1開關元件之該開閉部、用以控制該開閉部之開／閉的控制電路、及能抑制突波電流流至該開閉部之保護電路； 該保護電路具備第1功能電路與第2功能電路； 該第1功能電路，具備變阻器與第1電容之第1並聯電路； 該第1並聯電路係並聯於該開閉部； 該第2功能電路包含二極體電橋、第2開關元件、第1電阻與第2電容之第2並聯電路、及第2電阻與第3電容之第3並聯電路； 該第2開關元件包含第1主端子、第2主端子、及控制端子；係藉由施加至該控制端子之電壓或流至該控制端子之電流，而開／閉該第1主端子與該第2主端子間的導通； 在該第2功能電路中，在該二極體電橋中一對輸入端子當中的第1輸入端子，透過該開閉部，連接於該一對輸入端子當中的第2輸入端子；在該二極體電橋中一對輸出端子當中的第1輸出端子，透過該第2並聯電路，連接於該第2開關元件之該第1主端子，該一對輸出端子當中的第2輸出端子，連接於該第2開關元件之該第2主端子，該第2主端子係透過該第3並聯電路，連接於該第2開關元件之該控制端子； 該保護電路之構成方式，係使該第2功能電路中對雷電衝擊的響應時間，較該變阻器中對該雷電衝擊的響應時間為短。
2. 如申請專利範圍第1項之負載控制裝置，其中，該第2開關元件的耐電壓，係設定成較該變阻器的壓敏電壓為低，且，高於該交流電源的交流電壓之峰值； 該壓敏電壓，係設定成較該第1開關元件的耐電壓為低。
3. 如申請專利範圍第1項之負載控制裝置，其中，該保護電路之構成方式，係將該第2功能電路之時間常數設定成較該第1功能電路的時間常數為小，以使雷電衝擊電流開始流至該第2開關元件之時間，早於該雷電衝擊電流開始流至該變阻器的時間。
4. 如申請專利範圍第2項之負載控制裝置，其中，該保護電路之構成方式，係將該第2功能電路之時間常數設定成較該第1功能電路的時間常數為小，以使雷電衝擊電流開始流至該第2開關元件之時間，早於該雷電衝擊電流開始流至該變阻器的時間。
5. 如申請專利範圍第3項之負載控制裝置，其中，該保護電路之構成方式，係使該第2功能電路之時間常數由該第2開關元件、該第1電阻與該第2電阻之電阻值、及該第2電容與該第3電容之電容所決定，藉此，自該雷電衝擊電流開始流至該第2開關元件起算，待經過既定時間後，方使該雷電衝擊電流流至該變阻器。
6. 如申請專利範圍第4項之負載控制裝置，其中，該保護電路之構成方式，係使該第2功能電路之時間常數由該第2開關元件、該第1電阻與該第2電阻之電阻值、及該第2電容與該第3電容之電容所決定，藉此，自該雷電衝擊電流開始流至該第2開關元件起算，待經過既定時間後，方使該雷電衝擊電流流至該變阻器。
7. 如申請專利範圍第1～6項中任一項之負載控制裝置，其中， 該保護電路具備複數個該第2功能電路； 該複數個第2功能電路，分別並聯於該開閉部。
8. 如申請專利範圍第1～6項中任一項之負載控制裝置，其中， 該第2開關元件，係絕緣閘雙極電晶體。
9. 如申請專利範圍第7項之負載控制裝置，其中， 該第2開關元件，係絕緣閘雙極電晶體。
10. 如申請專利範圍第1～6項中任一項之負載控制裝置，其中， 在該第2功能電路中對該雷電衝擊的響應時間，係由該第2功能電路之阻抗所決定； 該第2功能電路之阻抗，係由該第2並聯電路之阻抗、該第2開關元件之阻抗、及該第3並聯電路之阻抗而預先決定。