JP2008541403A - 調光スイッチ用の状態表示回路 - Google Patents
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Abstract
AC電源から電気的負荷に供給される電力量を制御するための負荷制御装置は、制御入力を有する半導体スイッチと、トリガー回路と、タイミング回路と、状態表示回路とを備える。好ましくは、前記状態表示回路は整流ブリッジに発光ダイオードを備える。第1実施形態において、前記状態表示回路は、前記タイミング回路のキャパシターと接続され、これにより、前記負荷に電力が供給されなければ調光レベルで点灯され、前記負荷に電力が供給されれば明るいレベルで点灯される。第2実施形態では、前記状態表示回路は、前記半導体スイッチの制御入力と直列接続され、これにより、前記状態表示器は、前記負荷に電力が供給されなければ点灯されず、前記負荷に電力が供給されれば点灯される。
Description
本発明は、本願発明のタイトルと同一のタイトルを有する2005年5月16日付けの同一出願人による米国仮出願第60/681276号に関連し、その内容は、参照することにより本明細書に組み込まれる。
本発明は、電灯負荷(lighting load)の強度(intensity)を制御するための調光器(dimmers)に関し、更に詳しくは、電灯負荷に電力が供給されないときにはオフまたは調光レベルで点灯され、電灯負荷に電力が供給されているときには明るく点灯される状態灯を備えた調光器に関する。
従来の2線式調光器(two-wire dimmer)は、交流(AC)電源に対する“ホット(hot)”接点と、電灯負荷に対する“調光ホット(dimmed hot)”接点を備えている。標準的な調光器は、上記電灯負荷に供給される電流を制御して明るさの強度を制御するために、トライアックまたは電界効果トランジスタ(FET)のような1又は2以上の半導体スイッチを使用する。この半導体スイッチは、典型的には調光器の上記ホット接点と調光ホット接点との間に接続される。
標準的な壁掛け式の調光器は、電灯負荷の強度を調整するために、リニアスライダー、回転つまみ、或いはロッカースイッチのような手段を有するユーザーインターフェイスを備える。また、或る調光器は、オフ(電灯負荷に電力が供給されない)からオン(電灯負荷に電力が供給されて電灯負荷を点灯させる)への電灯負荷のトグリングを可能にするボタンを備える。電灯負荷の状態、即ちオンまたはオフを示すために、ユーザーインターフェイス上に小さなランプまたは発光ダイオード(LED; Light Emitting Diode)のような状態表示器を備えることが望ましい。
多くの従来技術による調光器は、接続された電灯負荷がオフのときに点灯され、上記接続された電灯負荷がオンのときには、調光(減光)されるか点灯されない組み込み式の常夜灯(night-lights)を備える。このような調光器の一例は、“DIMMER SWITCH WITH ILLUMINATED KNOB”と題された1975年2月4日づけで発行された米国特許第3864561号に開示されている。これらの調光器は、ネオンランプ、または等価な光源と、直列電流制限インピーダンスを備える。上記ネオンランプ及びインピーダンスは、半導体スイッチが非導通のときにネオンランプの電極間に電圧が印加されるように、半導体スイッチと並列に接続される。従って、ネオンランプは、接続された電灯負荷の強度(intensity)と反比例する強度を有する。しかしながら、常夜灯を点灯させるこの従来技術は、接続された電灯負荷の状態表示を提供するものの、接続された電灯負荷がオンのときに状態灯がオンとなり、上記負荷がオフのときに上記状態灯がオフになるべきであるという一般的な期待に反する。
“INDICATOR LAMP SYSTEM”と題された1991年5月21日づけで発行された米国特許第5017837号は、負荷電力がオフのときにほのかな明かり(dim light)を提供すると共に負荷電力がオンのときに明るく点灯する表示灯を備えた負荷制御システムを開示している。電灯負荷がオフのときに提供されるほのかな明かりは、暗い部屋の中で見るには十分な明るさである。しかしながら、このシステムは、接続された電灯負荷を流れる電流を制御するための半導体スイッチと関連制御回路に加え、多くの電気部品を必要とする。このことは、コストの上昇をもたらすと共に、調光器のプリント回路基板(PCB)上のスペースを制限する。
幾つかの従来技術による調光器は、進歩した一組の制御機構とエンドユーザーに対するフィードバックオプションを可能にするマイクロプロセッサ又は他の処理手段を備えるので、“スマート(smart)”調光器と考えられる。スマート調光器の例は、“LIGHTING CONTROL DEVICE”と題された1993年9月28づけで発行された米国特許第5248919号に開示され、その内容はそっくりそのまま参照することにより本明細書に組み込まれる。スマート調光器は、代表的には、ユーザー入力を受け取るための複数のアクチュエータと、ユーザーに対するフィードバックのための複数のLEDを備える。マイクロプロセッサ及びLEDに電力を供給するための直流(DC)電圧を供給するために、調光器は電源を備える。2線式のスマート調光器では、電源は、半導体スイッチが非導通のときに電灯負荷に小さな電流しか流さない。ユーザーに対するLEDフィードバックを提供するために、スマート調光器は、マイクロプロセッサと電源を備える必要があり、それらは調光器の設計要件及びコストを増加させる。
従って、電源や他の構成部品を必要とせず、電灯負荷がオフのときに状態表示器がオフまたは調光レベルであり、上記負荷がオンのときに上記状態表示器が明るいレベルになるように作動する簡単な状態表示回路に対する要請が存在する。
米国特許第3864561号明細書
米国特許第5017837号明細書
米国特許第5248919号明細書
本発明によれば、AC電源から電気的負荷に供給される電力量を制御するための負荷制御装置は、前記電気的負荷と前記AC電源との間に接続されて前記電気的負荷に供給される電力量を制御するための導通制御可能なデバイスを備える。タイミング回路は、前記AC電源と前記電灯負荷との間に接続され、タイミング信号を供給するための出力を備える。トリガー回路は、前記タイミング回路の出力と前記導通制御可能なデバイスの制御入力との間に動作可能に接続される。前記トリガー回路は、前記タイミング信号に応答して前記制御入力を通して制御電流を流すように作動する。調光器は、前記制御電流を流すと共にそれに応答して状態表示を提供するように作動する状態表示回路を更に備える。
本発明の第1実施形態によれば、前記状態表示回路は、前記タイミング回路のキャパシターと電気的に直列接続され、前記電気的負荷に電力が供給されていないときに前記状態表示器が調光レベルで点灯され、前記電気的負荷に電力が供給されているときに前記状態表示器が明るいレベルで点灯される。
本発明の第2実施形態によれば、前記状態表示回路は、前記半導体スイッチの前記制御入力と電気的に直列接続され、前記電気的負荷に電力が供給されていないときに前記状態表示器が点灯されず、前記電気的負荷に電力が供給されているときに前記状態表示器が点灯される。
本発明の他の実施形態によれば、AC電源から電気的負荷に供給される電力量を制御するための負荷制御装置は、双方向性の半導体スイッチと、タイミング回路と、整流ブリッジと、トリガー回路と、光カプラー(optocoupler)と、点灯可能(illuminable)な状態表示器とを備える。前記双方向性の半導体スイッチは、前記AC電源と前記電気的負荷との間に接続される。前記タイミング回路は、前記AC電源と前記電気的負荷との間に接続され、タイミング信号を供給するための出力を備える。前記整流ブリッジは、前記タイミング信号を入力するために前記タイミング回路に接続されたAC端子とDC端子とを備える。前記トリガー回路は、前記整流ブリッジのDC端子と電気的に直列接続され、ブレークオーバー電圧(a breake-over voltage)によって特徴づけられる。前記トリガー回路は、当該トリガー回路に印加される電圧が当該トリガー回路の前記ブレークオーバー電圧を超えた場合に制御電流を流すように作動する。前記光カプラーは、前記トリガー回路と電気的に直列接続された入力と、前記半導体スイッチの前記制御入力に接続された出力とを備える。前記トリガー回路と光カプラーの入力とが導通して前記制御電流を流すと、前記光カプラーの出力は、前記半導体スイッチの制御入力を通してゲート電流を流すように作動し、これにより、前記半導体スイッチを導通状態にする。点灯可能な状態表示器は、前記トリガー回路および前記光カプラーの入力と電気的に直列接続される。前記状態表示器は、前記電気的負荷に電力が供給されるときに点灯され、前記電気的負荷に電力が供給されないときには点灯されない。好ましくは、前記調光器は、前記光カプラーの入力及び前記トリガー回路と電気的に直列接続された電流制限回路を更に備え、該電流制限回路は、前記制御電流の大きさを制限するように作動する。
或いは、点灯可能な状態表示器は、前記トリガー回路と電気的に直列接続され、前記光カプラーの入力と電気的に並列接続されてもよい。従って、前記電流制限回路は、前記光カプラーの入力を通る電流の大きさを制限するために該光カプラーの入力と電気的に直列接続された第1電流制限部と、前記点灯可能な状態表示器を通る電流の大きさを制限するために該状態表示器と電気的に直列接続された第2電流制限部とを備える。
加えて、本発明は、更に、AC電源から電気的負荷に供給される電力量を制御するための負荷制御装置上に点灯可能な状態表示器を提供する方法を提供する。本方法は、(1)前記電気的負荷に供給される電力を制御するために前記電気的負荷と前記AC電源との間に導通制御可能なデバイスを電気的に直列接続するステップと、(2)タイミングキャパシターを通して充電電流を流すステップと、(3)前記充電電流を流すステップに応答してトリガーデバイスを通して制御電流を流すステップと、(4)前記制御電流を流すステップに応答して前記導通制御可能なデバイスの制御入力を通してゲート電流を流すステップとを含む。前記点灯可能な状態表示器は、前記制御電流を流すステップに応答して点灯するように作動する。好ましくは、前記点灯可能な状態表示器は、また、前記充電電流を流すステップに応答して点灯するように作動する。
図1は、状態表示器を有する調光器のユーザーインターフェイスを示す。
図2は本発明の第1実施形態による状態LEDを備える2線式調光器の回路図を示す。
図3は本発明の第2実施形態による状態LEDを備える2線式調光器の回路図を示す。
図4は本発明の第3実施形態による状態LEDを備える2線式調光器の回路図を示す。
図5は本発明の第4実施形態による状態LEDを備える2線式調光器の回路図を示す。
図6は本発明の第5実施形態による状態LEDを備える2線式調光器の回路図を示す。
以下の本発明の詳細な説明のみならず、上述のサマリーについても、添付の図面と関連づければ、より良く理解することができる。本発明の説明の目的上、図面には目下好ましい実施形態を示し、全図面を通して同様の数字は同様の要素を表す。しかしながら、本発明は、ここに開示された特定の方法及び手段に限定されるものではない。
図1は、状態表示器12を備えた調光器10のユーザーインターフェイスを示す。状態表示器12は、調光器10のボタン14の一部として設けられ、調光器内部のLED(Light Emitting Diode)から調光器のユーザーインターフェイスに光を導くための透明なプラスチック片から構成される。ボタン14は、このボタン14の作動が、接続された電灯負荷をオン及びオフにトグリングするように、調光器10内部のメカニカルスイッチを制御する。ノブ(knob)16は、接続された電灯負荷の強度(intensity)の調整を可能とするためにスロット(slot)18に沿って設けられる。スロット18の最上部(top)にノブ16を移動させることは電灯負荷の強度を増加させ、スロット18の最低部にノブ16を移動させることは電灯負荷の強度を減少させる。
図2は、本発明の第1実施形態による状態LED145を備えた2線式調光器を示す。調光器100は、二つの接点、即ち交流(AC)電源104に接続されるホット端子と電灯負荷108に接続される調光ホット接点106とを備える。メカニカルスイッチS10は、ユーザーインターフェイスのボタン14の作動により、開状態と閉状態との間でトグリングされる。スイッチS10が開状態のとき、AC電源104は、電灯負荷108から完全に切り離され、従って電灯負荷は点灯されない。調光器100は、また、入力ノイズ/EMIフィルタリングのためにインダクタL10を備える。
調光器100は、電灯負荷108に供給される電流量を制御して電灯負荷の強度を制御するために、例えばトライアック110などの半導体スイッチを備える。トライアック110は、調光器100のホット端子102と調光ホット端子106との間に接続され、電灯負荷108に電力を供給するために調光ホット端子に調光ホット電圧(a dimmed-hot voltage)を供給する。調光ホット電圧は、当業者に知られているようなフェーズカットAC電圧波形を含み、ここでの電流は上記AC波形の各半サイクルの或る位相角の後にランプ負荷(lamp load)にしか供給されない。
タイミング回路120は、インダクタL10と調光ホット端子106との間に接続された抵抗キャパシター(RC)回路から構成され、ポテンショメーターR10とキャパシターC10を備える。タイミング回路120は、点火電圧(firing voltage)を制御し、この点火電圧は、キャパシターC10の電極間の電圧であり、各半サイクルにおける選択位相角(a selected phase angle)の後にトライアック110をターンオンさせるためのものである。キャパシターC10の充電時間は、トライアック110が導通を開始する上記選択位相角を変更するために、ポテンショメーターR10の抵抗変化に応答して変わる。
ダイアック(diac)130は、トライアック110のゲートまたは制御入力と直列接続され、トリガーデバイス(a triggering device)として採用される。ダイアック130は、ブレークオーバー電圧(例えば30V)を有し、キャパシターC10上の点火電圧がダイアックのブレークオーバー電圧を超えたときのみ、トライアックのゲートからの電流又はトライアックのゲートへの電流を通過させる。電流が、正の半サイクルの期間にトライアック110のゲートに電流が流れ込み、負の半サイクルの期間にトライアックのゲートから電流が流れ出す。電流制限抵抗R12は、トライアック110のゲートに流れ込む電流と、このゲートから流れ出す電流を制限し、正負の両方の半サイクルにおけるゲート電流のバランスをとる。
調光器100は、また、状態LED回路140を備え、それは、トライアック110のゲートと直列接続される。状態LED回路140は、整流ブリッジBR10の内部に状態LED145を備え、整流ブリッジBR10は、ダイオードD10,D12,D14,D16を含む。ブリッジBR10のAC端子AC1,AC2の第1ペアは、ダイアック130、電流制限抵抗R12、トライアック110のゲートと電気的に直列接続される。LED145のアノードは、ブリッジBR10の正出力DC端子DC+と接続され、このLEDのカソードは、上記ブリッジの負出力DC端子DC−と接続されて、両方の半サイクルの期間にLEDを通して適切な方向に電流が流れることを確保する。正の半サイクルの期間では、電流は、ダイオードD10、LED145、ダイオードD12を通して流れる。負の半サイクルについては、電流は、ダイオードD14、LED145、ダイオードD16を通して流れる。
スイッチS10が開状態のとき、AC電源104は、電灯負荷108と調光器100の回路の残りから切り離される。従って、状態LED145は電灯負荷108がオフのときには点灯しない。しかしながら、スイッチS10が閉じられると、電灯負荷108に電力が供給され、状態LED145がトライアック110のゲート電流によって点灯される。
調光器100のユーザーインターフェイスのために望ましい美観(aesthetic)を提供するためには、状態LEDは、電灯負荷108がオンのときに一定の強度で点灯されるべきである。状態LED145が一定の強度で点灯されるためには、LEDを流れる平均電流が実質的に一定でなければならない。電流制限抵抗R12が両方の半サイクルの期間でLED145を通る電流を制限してそのバランスをとるので、LED145を通る平均電流とLED145の強度が実質的に一定になる。好ましくは、図1において、LED145を通る平均電流の大きさは概ね1.5mAである。
図3は、本発明の第2実施形態による状態LED245を備えた2線式調光器200を示す。この実施形態では、状態LED回路240は、タイミング回路220の点火キャパシターC20と直列である。状態LED245は、整流ブリッジBR20の内部に設けられ、両方の半サイクルにおいて適切な方向にLEDを通して電流が流れることを確保する。キャパシターC20が各半サイクルの期間で充電されているとき、電流は、ポテンショメーターR20、状態LED245、キャパシターC20を通して流れる。ブリッジBR20のノードAC1での電圧がダイアック130のブレークオーバー電圧を超えると、キャパシターC20は状態LED245を通して放電する。従って、この第2実施形態の状態LED245は、キャパシターC20が充電しているときと放電しているときに電流を流す。状態LED245は、AC電源104の各ラインサイクルの期間に4パルスの電流を流す。ポテンショメーターR20は、好ましくは、100kΩの最大抵抗を有する。キャパシターC20の容量は、好ましくは0.15μFである。
キャパシターC20の平均充電電流は、実質的に、調光器200の点火角(即ち、キャパシターの充電時間)に依存せずに一定である。各半サイクルについて、キャパシターC20の電圧Vcは、ダイアック130のブレークオーバー電圧と概ね同じ最大値に到達する。従って、次の数式1から、キャパシターC20に蓄積する電荷Qcは、各半サイクルで実質的に同じである。
Qc=C*Vc (数式1)
ここで、Cは、キャパシターC20の容量である。ここで次のことに注意されたい。キャパシターC20に蓄積される電荷は、時間に関する充電電流の積分に等しく、即ち次の数式2のようである。
Qc=∫ic(t)dt (数式2)
そして、平均充電電流IC-AVは、時間に関する充電電流の積分を積分区間で除算したものに等しく、即ち次の数式3のようである。
IC-AV=(1/T)*∫ic(t)dt (数式3)
ここで、Tは、ライン周波数(即ち、50Hzまたは60Hz)の周期である。従って、蓄積した電荷Qcが実質的に一半サイクルから次の半サイクルにかけて一定であるので、キャパシターC20の平均充電電流IC-AVは実質的に一定である。
Qc=C*Vc (数式1)
ここで、Cは、キャパシターC20の容量である。ここで次のことに注意されたい。キャパシターC20に蓄積される電荷は、時間に関する充電電流の積分に等しく、即ち次の数式2のようである。
Qc=∫ic(t)dt (数式2)
そして、平均充電電流IC-AVは、時間に関する充電電流の積分を積分区間で除算したものに等しく、即ち次の数式3のようである。
IC-AV=(1/T)*∫ic(t)dt (数式3)
ここで、Tは、ライン周波数(即ち、50Hzまたは60Hz)の周期である。従って、蓄積した電荷Qcが実質的に一半サイクルから次の半サイクルにかけて一定であるので、キャパシターC20の平均充電電流IC-AVは実質的に一定である。
平均充電電流と平均ゲート電流は両方とも実質的に一定であるので、状態LED245を流れる全電流と状態LED245の強度もまた一定である。好ましくは、平均充電電流の大きさは約0.2mAであり、従って図3の状態LED245を流れる全平均電流の大きさは約1.7mAである。
状態LED回路240は、キャパシターC20と直列に設けられ、状態LED245は、電灯負荷108がオフのときに調光レベルに設定されることができる。抵抗R24は、調光器200におけるスイッチS10と並列に設けられる。スイッチS10が開いているとき、抵抗R24は、タイミング回路220のキャパシターC20を充電するための経路を提供する。この抵抗は、キャパシターC20が各半サイクルでダイアック130のブレークオーバー電圧にまで充電されることがないように、好ましくは、十分に大きな値(例えば440kΩ)を有する。従って、状態LED245は、キャパシターC20のみの充電電流により点灯される。充電電流は実質的にトライアック110のゲート電流よりも小さいので、状態LEDは電灯負荷108がオフのときに調光レベル(dim level)で点灯する。調光レベルは、好ましくは、暗い部屋でユーザーインターフェイスの状態表示器12を見ることができる程度に十分に明るいが、電灯負荷108がオンのときの輝度レベルに対しては十分に識別可能な程度に暗い。
図4は、本発明の第3実施形態による状態LED345を備えた2線式調光器300を示す。調光器300は、ポテンショメーターR30、較正抵抗R31、キャパシターC30から構成されるタイミング回路320を備え、先の2つの実施形態のタイミング回路と同様に動作する。
調光器300は、また、トリガー回路330を備え、トリガー回路330は、二つのトランジスタQ30,Q32と、二つの抵抗R32,R33と、ツェナーダイオードZ30を備える。トリガー回路330は、先の2つの実施形態の回路のダイアックと同様に動作する。トリガー回路330に印加される電圧がツェナーダイオードZ30のブレークオーバー電圧を超えると、このツェナーダイオードは導通して電流を流し始める。ツェナーダイオードZ30のブレークオーバー電圧は、好ましくは30Vである。トランジスタQ30は、抵抗R33の端子間の電圧がトランジスタQ30の必要なベースエミッタ電圧に到達すると導通を開始する。そして、電圧が抵抗R32の端子間に発生し、それはトランジスタQ32に導通を開始させる。これは、本質的には、ツェナーダイオードが導通を停止すると共にトリガー回路330の電圧が約ゼロに低下するように、ツェナーダイオードZ30を短絡させる。トリガー回路330を通る電流のパルスは、キャパシターC30から流れ出して光カプラー350のフォトダイオード355を通り、それは、電流が正の半サイクルにおいてトライアック110のゲートに流れ込み、負の半サイクルにおいてそのゲートから流れ出すことを可能にする。
調光器300は、更に電流制限回路360を備え、電流制限回路360は、トランジスタQ34と二つの抵抗R35,R36とツェナーダイオードZ32とから構成される。トリガー回路330が電流を流し始めた後、この電流は、光カプラー350のフォトダイオード355、トランジスタQ34、抵抗R36を通って流れる。抵抗R36の端子間の電圧にトランジスタQ34のベースエミッタ電圧を加えた値がツェナーダイオードZ32のブレークオーバー電圧を超えると、トランジスタQ34は線形領域に入って動作し、このトランジスタのエミッタから流れ出す電流を制限する。抵抗R36の抵抗値は、好ましくは470Ωであり、ツェナーダイオードZ32のブレークオーバー電圧は、好ましくは3.3Vである。これらの値は電流制限回路360の電流制限を約6mAに設定する。
状態LED345は、トリガー回路330、光カプラー350のフォトダイオード355、電流制限回路360と直列に設けられる。電流制限回路360が一半サイクルから次の半サイクルにかけて状態LED345を流れる電流を制限してそのバランスをとるので、上記状態LEDを流れる平均電流とその状態LEDの強度は実質的に一定のままである。スイッチS1が開いているときに調光器300の回路に電力が供給されないので、状態LED345は、電灯負荷がオフのときには点灯されない。
図5は、本発明の第4実施形態による状態LED445を備えた2線式調光器400を示す。第2実施形態と同様に、状態LED回路440は、タイミング回路320のキャパシターC30と直列に設けられる。状態LED445は、整流ブリッジBR40の内部に設けられ、両方の半サイクルにおいて電流がLEDを通って流れることを確保する。抵抗R44は、スイッチS1と並列に設けられ、電灯負荷がオフのときに状態LED445を調光レベルで点灯させる。
図6は、本発明の第5実施形態による状態LED545を備えた2線式調光器500を示す。調光器500は、新規な電流制限回路560を備え、この電流制限回路560は、二つのトランジスタQ54A,Q54Bと三つの抵抗R55,R56A,R56BとツェナーダイオードZ52から構成される。光カプラー350のフォトダイオード355は、第1電流制限部と直列に設けられ、第1電流制限部は、第1トランジスタQ54Aと抵抗R56Aから構成される。第1電流制限部は、フォトダイオード355を通して流れる電流を制限するように作動する。状態LED545は、第2電流制限部、即ち第2トランジスタQ54B及び抵抗R56Bと直列に設けられ、この第2電流制限部は、上記状態LEDを通る電流を制限するように作動する。従って、電流制限回路560は、抵抗R56A,R56Bの抵抗値によって設定されるような状態LED545及びフォトダイオード355に対する二つの別個の電流制限をそれぞれ可能とする上記二つの電流制限部を備える。ツェナーダイオードZ52のブレークオーバー電圧は、好ましくは3.3Vである。
特定の実施形態と関連づけて本発明を説明したが、当業者には、他の多くのバリエーション、変形、および他の使用は明らかである。従って、本発明は、本明細書の上記特定の開示内容に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ制限される。
10;調光器
12;状態表示器
100,200,300,400,500;2線式調光器
102;ホット端子
106;調光ホット端子
110;トライアック
120,220,320;タイミング回路
130;ダイアック
140,240,440;状態LED回路(状態表示回路)
145,245,445;LED(状態表示器)
330;トリガー回路
350;光カプラー
360,560;電流制限回路
12;状態表示器
100,200,300,400,500;2線式調光器
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330;トリガー回路
350;光カプラー
360,560;電流制限回路
Claims (33)
- AC電源から電気的負荷に供給される電力量を制御するための負荷制御装置であって、
前記AC電源と前記電気的負荷との間に接続され、前記電気的負荷に供給される電力量を制御するように構成された導通制御可能なデバイスを備え、
制御入力を有する前記導通制御可能なデバイスは、
前記AC電源と前記電灯負荷との間に接続され、タイミング信号を供給する出力を備えたタイミング回路と、
前記タイミング回路の出力と前記導通制御可能なデバイスの制御入力との間に作動可能に接続され、前記タイミング信号に応答して前記制御入力を通して制御電流を流すように作動するトリガー回路と、
導通して前記制御電流を流し、それに応答して状態表示を提供するように作動する状態表示回路と
を備えた負荷制御装置。 - 前記状態表示回路は、点灯可能な状態表示器を備えた請求項1記載の負荷制御装置。
- 前記タイミング回路は、タイミングキャパシターと電気的に直列接続されたタイミング抵抗と、前記導通制御可能なデバイスと電気的に並列接続された前記タイミングキャパシター及び前記タイミング抵抗との直列の組み合わせと、前記タイミングキャパシターと前記タイミング抵抗との接続部に設けられたタイミング回路の出力とを備え、
前記状態表示回路は、前記タイミングキャパシターと電気的に直列接続された請求項2記載の負荷制御装置。 - 前記状態表示器は、当該負荷制御装置が前記負荷に電力を供給しているときに点灯され、前記状態表示器は、当該負荷制御装置が前記負荷に電力を供給していないときに調光レベルで点灯される請求項3記載の負荷制御装置。
- 前記電気的負荷は電灯負荷から構成され、
前記状態表示器は、前記電灯負荷が点灯されているときに点灯され、前記状態表示器は、前記電灯負荷が点灯されていないときには調光レベルで点灯される請求項4記載の負荷制御装置。 - 前記導通制御可能なデバイスと電気的に直列接続されたメカニカルスイッチと、
前記メカニカルスイッチと電気的に並列接続され、前記メカニカルスイッチが開いているときに前記状態表示器を調光レベルで点灯させる抵抗と
を更に備えた請求項4記載の負荷制御装置。 - 前記状態表示器は、当該負荷制御装置が前記負荷に電力を供給しているときに点灯され、前記状態表示器は、当該負荷制御装置が前記負荷に電力を供給していないときには点灯されない請求項3記載の負荷制御装置。
- 前記電気的負荷は電灯負荷から構成され、
前記状態表示器は、前記電灯負荷が点灯されているときに点灯され、前記状態表示器は、前記電灯負荷が点灯されていないときには点灯されない請求項7記載の負荷制御装置。 - 前記状態表示回路は、前記タイミングキャパシターと電気的に直列接続されたAC端子を有する整流ブリッジと、前記点灯可能な状態表示器と電気的に直列接続されたDC端子とを更に備え、前記状態表示器は、前記タイミングキャパシターが充電しているときと放電しているときに点灯するように作動する請求項3記載の負荷制御装置。
- 前記状態表示器は、前記AC電源の各ラインサイクルの期間に電流の4つのパルスを伝達するように作動する請求項9記載の負荷制御装置。
- 前記導通制御可能なデバイスは双方向性の半導体スイッチから構成された請求項3記載の負荷制御装置。
- 前記双方向性の半導体スイッチはトライアックから構成された請求項11記載の負荷制御装置。
- 前記タイミング回路に接続されて前記タイミング信号を入力するためのAC端子を有すると共に前記トリガー回路に電気的に直列接続されたDC端子を有する整流ブリッジと、
前記トリガー回路に電気的に直列接続された入力を有すると共に前記トライアックの制御入力に接続された出力を有する光カプラーとを更に備え、
前記トリガー回路と前記光カプラーの入力とが前記制御電流を流すときに、前記光カプラーの出力が、前記トライアックの制御入力を通してゲート電流を流すように作動し、これにより前記トライアックを導通状態にする請求項12記載の負荷制御装置。 - 前記タイミング回路は、タイミングキャパシターと電気的に直列接続されたタイミング抵抗と、前記導通制御可能なデバイスと電気的に並列接続された前記タイミングキャパシター及び前記タイミング抵抗の一連の組合せと、前記タイミングキャパシターと前記タイミング抵抗との接続部に設けられた前記タイミング回路の出力とを備え、
前記状態表示回路は、前記タイミングキャパシターと電気的に直列接続されたAC端子を有する第2整流ブリッジと、前記点灯可能な状態表示器と電気的に直列接続されたDC端子とを更に備え、前記状態表示器は、前記タイミングキャパシターが充電しているときと放電しているときに点灯するように作動する請求項13記載の負荷制御装置。 - 前記光カプラーの入力と前記トリガー回路に電気的に直列接続された電流制限回路を更に備え、前記電流制限回路は、前記制御電流の大きさを制限するように作動する請求項14記載の負荷制御装置。
- 前記状態表示回路は、前記光カプラーの出力及び前記トリガー回路と電気的に直列接続された請求項13記載の負荷制御装置。
- 前記光カプラーの入力及び前記トリガー回路と電気的に直列接続された電流制限回路を更に備え、前記電流制限回路は、前記制御電流の大きさを制限するように作動する請求項16記載の負荷制御装置。
- 前記状態表示回路は、前記導通制御可能なデバイスの制御入力と電気的に直列接続され、前記制御電流が前記制御入力を通して流れるように作動する請求項2記載の負荷制御装置。
- 前記トリガー回路は、ブレークオーバー電圧によって特徴づけられるダイアックから構成され、前記ダイアックは、該ダイアックの端子間の電圧が該ダイアックの前記ブレークオーバー電圧を超えたときに前記導通制御可能なデバイスの制御入力を通して前記制御電流を流すように作動する請求項18記載の負荷制御装置。
- 前記導通制御可能なデバイスの制御入力及び前記トリガーデバイスと電気的に直列接続された電流制限抵抗を更に備えた請求項18記載の負荷制御装置。
- 前記点灯可能な状態表示器は発光ダイオード(LED)から構成された請求項2記載の負荷制御装置。
- AC電源から電気的負荷に供給される電力量を制御するための負荷制御装置であって、
制御入力を有し、前記AC電源と前記電気的負荷との間に接続された双方向性の半導体スイッチと、
前記AC電源と前記電気的負荷との間に接続され、タイミング信号を提供するための出力とキャパシターとから構成されたタイミング回路と、
前記半導体スイッチの制御入力と前記タイミング回路の出力との間に接続され、前記タイミング信号に応答して制御電流を流すように作動するトリガー回路と、
前記タイミング回路のキャパシターと電気的に直列接続され、点灯可能な状態表示器と整流ブリッジとを有し、前記キャパシターが充電しているときと放電しているときに点灯するように前記点灯可能な状態表示器が前記整流ブリッジの内部に接続されてなる状態表示回路と、
を備え、
前記状態表示器は、前記電気的負荷に電力が供給されていないときに実質的に調光レベルで点灯され、前記電気的負荷に電力が供給されているときには実質的に明るいレベルで点灯される負荷制御装置。 - AC電源から電気的負荷に供給される電力量を制御するための負荷制御装置であって、
制御入力を有し、前記AC電源と前記電気的負荷との間に接続された双方向性の半導体スイッチと、
前記AC電源と前記電気的負荷との間に接続され、タイミング信号を供給するための出力を有するタイミング回路と、
前記タイミング回路に接続されて前記タイミング信号を入力するためのAC端子とDC端子とを有する整流ブリッジと、
前記整流ブリッジのDC端子に電気的に直列接続されると共にブレークオーバー電圧によって特徴づけられ、トリガー回路の端子間の電圧が前記ブレークオーバー電圧を超えたときに制御電流を流すように作動する当該トリガー回路と、
前記トリガー回路と電気的に直列接続された入力と前記半導体スイッチの前記制御入力に接続された出力とを有し、前記トリガー回路と光カプラーの入力が前記制御電流を流すと、前記光カプラーの出力が、前記半導体スイッチの前記制御入力を通してゲート電流を流すように作動し、これにより前記半導体スイッチを導通状態にする当該光カプラーと、
前記光カプラーの入力と前記トリガー回路に電気的に直列接続され、前記電気的負荷に電力が供給されているときに点灯され、前記電気的負荷に電力が供給されていないときには点灯されない点灯可能な状態表示器と、
を備えた負荷制御装置。 - 前記光カプラーの入力と前記トリガー回路に電気的に直列接続され、前記制御電流の大きさを制限するように作動する電流制限回路を更に備えた請求項23記載の負荷制御装置。
- AC電源から電気的負荷に供給される電力量を制御するための負荷制御装置であって、
制御入力を有し、前記AC電源と前記電気的負荷との間に接続された双方向性の半導体スイッチと、
タイミング信号を供給するための出力を有し、前記AC電源と前記電気的負荷との間に接続されたタイミング回路と、
前記タイミング回路に接続されて前記タイミング信号を入力するAC端子とDC端子とを有する整流ブリッジと、
前記整流ブリッジのDC端子に電気的に直列接続されると共にブレークオーバー電圧によって特徴づけられ、トリガー回路の端子間の電圧が該トリガー回路の前記ブレークオーバー電圧を超えたときに制御電流を流すように作動する当該トリガー回路と、
前記トリガー回路と電気的に直列接続された入力と前記半導体スイッチの前記制御入力に接続された出力とを有し、前記トリガー回路と光カプラーの入力が前記制御電流を流すと、該光カプラーの出力が、前記半導体スイッチの前記制御入力を通してゲート電流を流すように作動し、これにより前記半導体スイッチを導通状態にする当該光カプラーと、
前記トリガー回路と電気的に直列接続されると共に前記光カプラーの入力と電気的に並列接続され、前記電気的負荷に電力が供給されているときに点灯され、前記電気的負荷に電力が供給されていないときには点灯されない点灯可能な状態表示器と、
前記光カプラーの入力と電気的に直列接続されて前記入力を通る電流の大きさを制限するための第1電流制限部と前記点灯可能な状態表示器と電気的に直列接続されて前記状態表示器を通る電流の大きさを制限するための第2電流制限部とを有し、前記トリガー回路と電気的に直列接続された電流制限回路と、
を備えた負荷制御装置。 - AC電源から電気的負荷に供給される電力量を制御するための負荷制御装置上の点灯可能な状態表示器を提供する方法であって、
前記AC電源と前記電気的負荷との間に導通制御可能なデバイスを電気的に直列接続して前記電気的負荷に供給される電力を制御するステップと、
タイミングキャパシターを通して充電電流を流すステップと、
前記充電電流を流すステップに応答してトリガーデバイスを通して制御電流を流すステップと、
前記制御電流を流すステップに応答して前記導通制御可能なデバイスの制御入力を通してゲート電流を流すステップと、
を含み、
前記点灯可能な状態表示器は、前記制御電流を流すステップに応答して点灯するように作動する方法。 - 前記制御電流を流すステップは、前記タイミングキャパシター、前記トリガー装置、前記点灯可能な状態表示器を通して前記制御電流を流す請求項26記載の方法。
- 前記充電電流を流すステップは、前記タイミングキャパシター及び前記点灯可能な状態表示器を通して前記充電電流を流し、
前記点灯可能な状態表示器は、前記充電電流を流すステップに応答して点灯するように作動する請求項27記載の方法。 - 前記充電電流は、前記電気的負荷が点灯されるときに第1の大きさを有し、前記電気的負荷が点灯されないときに第2の大きさを有する請求項28記載の方法。
- 前記点灯可能な状態表示器が、前記電気的負荷が点灯されるときには、前記電気的負荷が点灯されないときよりも大きいレベルで点灯するように、前記第1の大きさが実質的に前記第2の大きさよりも大きい請求項29記載の方法。
- 前記第2の大きさは、ゼロアンペアよりも大きい請求項30記載の方法。
- 前記第2の大きさは、実質的にゼロアンペアである請求項30記載の方法。
- 前記ゲート電流を流すステップは、前記導通制御可能なデバイスの前記制御入力を通して前記制御電流を流す請求項26記載の方法。
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