JP3997584B2 - Electronic switch - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子式スイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
図7を用いて従来の電子式スイッチを説明する。図7は従来の電子式スイッチを説明する回路図である。
【0003】
図7に示す電子式スイッチ100は、双方向サイリスタを用いて照明負荷Lを調光制御する調光スイッチであり、ネオンランプ1と、第1の抵抗2と、手動スイッチ3と、スナバ回路4と、双方向サイリスタ5と、コンデンサー6と、第2の抵抗7と、可変抵抗8と、ダイアック9と、ゲート抵抗10とを備えて構成されている。
【0004】
電子式スイッチ100は、第1の端子TL1と、第2の端子TL2と、第3の端子TL3とを備える。ネオンランプ1は、壁面などに設置される手動スイッチ3の傍に設置される表示灯である。ネオンランプ1は、点灯時は照明負荷Lが消灯していることをあらわす。手動スイッチ3は、壁面などに設置され、商用電源eからの電源を照明負荷Lに入切するためのスイッチ部である。手動スイッチ3は、共通端子3aと、第1の切換端子3bと、第2の切換端子3cとを備える。スナバ回路4は、コンデンサと抵抗とを備えるノイズフィルタ回路であり、後述する双方向サイリスタ5がターンオフ(導通状態から非導通状態になること)するときに照明負荷Lのインダクタンス分によって発生するサージ電圧を吸収する。スナバ回路4は、コンデンサと抵抗とを備えるノイズフィルタ回路であり、後述する双方向サイリスタ5がターンオフ(導通状態から非導通状態になること)するときに照明負荷Lのインダクタンス分によって発生するサージ電圧を吸収する。
【0005】
第1の端子TL1と第3の端子TL3との間には、商用電源eが接続している。第2の端子TL2と第3の端子TL3との間には、照明負荷Lが接続している。第1の端子TL1には、手動スイッチ3の共通端子3aが接続している。第2の端子TL2には、スナバ回路4の一端が接続している。第3の端子TL3には、ネオンランプ1の一端が接続している。
【0006】
ネオンランプ1の他端は、第1の抵抗2の一端と接続している。第1の抵抗2の他端は、手動スイッチ3の第1の切換端子3bと接続している。スナバ回路4の一端は、双方向サイリスタ5の一方の端子TH1と接続している。スナバ回路4の他端は、双方向サイリスタ5の他方の端子TH2と手動スイッチ3の第2の切換端子3cとに接続している。双方向サイリスタ5は、一方の端子TH1がコンデンサー6の一端と接続し、他方の端子TH2が第2の抵抗7の一端とそれぞれ接続している。第2の抵抗7の他端は、可変抵抗8を介してコンデンサー6の他端と接続している。ダイアック9の一端は、コンデンサー6の他端と可変抵抗8との間に接続し、ダイアック9の他端は、ゲート抵抗10の一端に接続している。ゲート抵抗10の他端は、双方向サイリスタ5のゲート端子Gと接続している。
【0007】
このような電子式スイッチ100では、手動スイッチ3を手動により操作し、共通端子3aを第1の切換端子3bと接続することによって、商用電源eからの電源をネオンランプ1に供給してネオンランプ1を点灯させる。
【0008】
照明負荷Lは、共通端子3aが第2の切換端子3cに接続されると、以下のように双方向サイリスタ5が動作することによって、商用電源eからの電源が供給される。すなわち、ダイアック9の一端には、コンデンサー6の静電容量値と、第2の抵抗7と可変抵抗8との合成抵抗値とで決定される時定数τに従って進相された電圧値が印加される。このダイアック9の一端に印加される電圧値がダイアック9の動作電圧に達すると、ダイアック9は、導通し、結果的に双方向サイリスタ5のゲート端子Gに電流が流れ、双方向サイリスタ5がオン(導通)となる。双方向サイリスタ5がオンするタイミングは、コンデンサー6と抵抗7と可変抵抗8とによる時定数τ、およびダイアック9の動作電圧とによって決定される。このような電子式スイッチの操作者は、可変抵抗8の抵抗値を変化させることによって、時定数τを調整すれば、商用電源eの電源波形に対して双方向サイリスタ5のオンするタイミングを決定できるので、照明負荷Lに流す電流波形を決定でき、照明負荷Lを調光することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来の電子式スイッチ100においては、双方向サイリスタ5を用いているため、照明負荷Lに負荷容量の大きいものを使って双方向サイリスタ5に流す電流値が多くなると、双方向サイリスタ5も耐電流容量が大きいものに変更する必要があり、大きいサイズの双方向サイリスタ5を選択しなければならなくなる。ところが、双方向サイリスタ5は熱に弱く、流れる電流量が多くなれば自らの発熱で性能が保てなくなる場合がある。そのため、大きいサイズの双方向サイリスタ5を選択する場合では、放熱フィンが必要となり、電子式スイッチ100の大型化をまねいてしまう。また、双方向サイリスタ5は、照明負荷Lを点灯する瞬間など、電子式スイッチ100に大きな突入電流が流れると、その突入電流によって熱破壊をおこすおそれがある。
【0010】
なお、このように照明負荷Lに負荷容量の大きいものを使う場合には、一般的に、双方向サイリスタ5を使用せずに有接点リレーを使用するが、有接点リレーを使用すると、通電時に接点を閉じたときバウンスによるアークが発生し、接点が消耗または溶着して、接点部分の寿命が短いという問題点があった。
【0011】
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、負荷容量が大きい場合に、双方向サイリスタを耐電流容量が大きいものに変更する必要がない電子式スイッチを提供することにあり、別の目的とするところは、双方向サイリスタへの突入電流の印加を避けることができる電子式スイッチを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明にあっては、双方向サイリスタを用いて負荷に印加する電力値を制御する電子式スイッチであって、前記双方向サイリスタを開閉駆動する第1の開閉手段と、この第1の開閉手段を開閉制御する制御部と、前記双方向サイリスタに並列に接続されるリレー接点対と、このリレー接点対を開閉制御するリレーコイルと、前記負荷と前記双方向サイリスタとの間に接続される負荷線の一部を1次側とし、2次側を前記リレーコイルに直列接続するトランスと、このトランスの2次側と前記リレーコイルとに直列に接続されて前記制御部により前記第1の開閉手段と共に開閉制御される第2の開閉手段とを有し、前記制御部は、前記負荷への電力の供給を開始する際に、前記第1の開閉手段と第2の開閉手段とを閉制御し、前記負荷への電力の供給を終了する際に、前記第1の開閉手段と第2の開閉手段とを開制御するものであり、前記リレーコイルは、前記第2の開閉手段が閉制御されている場合であって、前記トランスで検出する前記双方向サイリスタの電流値が所定の電流値に満たないときには、前記リレー接点対を開制御し、前記第2の開閉手段が閉制御されている場合であって、前記トランスで検出する前記双方向サイリスタの電流値が前記所定の電流値以上であるときには、前記リレー接点対を閉制御するものであることを特徴とする。
【0013】
請求項2記載の発明にあっては、双方向サイリスタを用いて負荷に印加する電力値を制御する電子式スイッチであって、前記負荷の調光率を外部から設定可能に設けられた調光回路であって前記調光率に従って前記双方向サイリスタを開閉駆動する第1の開閉手段と、前記双方向サイリスタに並列に接続されるリレー接点対と、このリレー接点対を開閉制御するリレーコイルと、前記負荷への電力供給を手動で入り切りするための手動スイッチと、前記負荷と前記双方向サイリスタとの間に接続される負荷線の一部を1次側とし、2次側を前記リレーコイルに直列接続するトランスと、このトランスの2次側と前記リレーコイルとに直列に接続されて前記手動スイッチと連動して開閉制御される第2の開閉手段とを有し、前記手動スイッチは、前記負荷への電力の供給を開始する際に、前記第2の開閉手段を閉制御し、前記負荷への電力の供給を終了する際に、前記第2の開閉手段を開制御するものであり、前記リレーコイルは、前記第2の開閉手段が閉制御されている場合であって、前記トランスで検出する前記双方向サイリスタの電流値が所定の電流値に満たないときには、前記リレー接点対を開制御し、前記第2の開閉手段が閉制御されている場合であって、前記トランスで検出する前記双方向サイリスタの電流値が前記所定の電流値以上であるときには、前記リレー接点対を閉制御するものであることを特徴とする。
【0014】
請求項3記載の発明にあっては、請求項1乃至2記載の電子式スイッチにおいて、前記トランスは、前記双方向サイリスタに流れる電流値が前記双方向サイリスタの使用範囲温度を超えない範囲で最大電流値にあるときに、前記リレーコイルに前記リレー接点対を閉制御させる電流量を流すように、1次側と2次側との巻回比率が決められたものであることを特徴とする。
【0015】
請求項4記載の発明にあっては、請求項1乃至3記載の電子式スイッチにおいて、前記リレーコイルと前記トランスの2次側との間に、前記リレーコイルに電流を印加しはじめる際の目安となる基準電圧が設定され、前記トランスの2次側に励起される電圧値を検出してこの電圧値が前記基準電圧に到達すると前記リレーコイルに電流を流すように動作する基準電圧設定回路部を設けたことを特徴とする。
【0016】
請求項5記載の発明にあっては、請求項1乃至4記載の電子式スイッチにおいて、前記リレーコイルを構成する電磁石を直流電磁石とし、前記リレーコイルと前記トランスの2次側との間に、前記トランスの2次側に励起される交流電流を整流して前記リレーコイルに直流電流として流す整流回路部を設けたことを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電子式スイッチの第1の実施の形態を図1および図2に基づいて、第2の実施の形態を図3に基づいて、第3の実施の形態を図4および図5に基づいて、第4の実施の形態を図6に基づいてそれぞれ詳細に説明する。
【0018】
[第1の実施の形態]
図1は電子式スイッチを説明する回路図、図2は電子式スイッチの動作を説明するタイミングチャートで、(a) は双方向サイリスタのオン(導通)とオフ(非導通)の各期間をあらわし、(b) はリレー接点対のオン(接点閉)とオフ(接点開)の各期間をあらわし、(c) は照明負荷に流れる負荷電流をあらわす。
【0019】
図1に示す電子式スイッチ100は、双方向サイリスタを用いて照明負荷Lを点灯または消灯するものであり、スナバ回路4と、双方向サイリスタ5と、ゲート抵抗10と、第1の開閉手段11と、制御部12と、トランス13と、第2の開閉手段14と、リレーコイル15およびリレー接点対16とを備えて構成されている。
【0020】
スナバ回路4は、コンデンサと抵抗とを備えるノイズフィルタ回路であり、後述する双方向サイリスタ5がターンオフ(導通状態から非導通状態になること)するときに照明負荷Lのインダクタンス分によって発生するサージ電圧を吸収する。
【0021】
双方向サイリスタ5は、一方の端子TH1側と、他方の端子TH2と、ゲート端子Gとの計3つの端子を有する、半導体スイッチング素子である。双方向サイリスタ5は、ゲート端子Gに所定レベル以上の電流が印加されている場合のみ、一方の端子TH1と、他方の端子TH2との、高いほうの電圧がかかっている端子から低いほうの電圧がかかっている端子に向けて、電流を流す。
【0022】
第1の開閉手段11は、制御部12によって開閉制御される、接点対として例示する。制御部12は、第1の開閉手段11を開閉制御するものであり、例えば、電磁石と、この電磁石に巻回されてなるコイルとを備える。すなわち、第1の開閉手段11と制御部12とは、第1の開閉手段11が接点対であって、制御部12が第1の開閉手段11を開閉制御するような、制御用リレーとして例示する。なお、第1の開閉手段11は、制御部12に電流が流れないときは開状態にあるような、常開接点である。
【0023】
トランス13は、双方向サイリスタ5に流れる電流値が双方向サイリスタ5の使用範囲温度を超えない範囲で最大電流値にあるときに、後述するリレーコイル15に後述するリレー接点対16を閉制御させる電流量を流すように、1次側17と2次側18との巻回比率が決められている。
【0024】
第2の開閉手段14は、第1の開閉手段11と同様に制御部12によって開閉制御される接点対として例示する。リレーコイル15は、図示はしないが、制御部12を構成する電磁石とは異なり交流対応のAC電磁石と、このAC電磁石に巻回されてなる所謂くまとりコイルとを備える。リレー接点対16は、リレーコイル15によって開閉制御される接点対であって、リレーコイル15に電流が流れないときは開状態にあるような、常開接点である。リレー接点対16の閉時の接触抵抗の値は、双方向サイリスタ5の導通時の抵抗値に比して、無視できるほど小さい。
【0025】
電子式スイッチ100は、第1の端子TL1と、第2の端子TL2とを備える。第1の端子TL1には、商用電源eの一端と、スナバ回路4の一端とが接続している。第2の端子TL2には、照明負荷Lの一対の接続端子のうちの一方が、負荷線Sを介して、スナバ回路4の他端と接続している。照明負荷Lは、一対の接続端子のうちの他方が、商用電源eの他端と接続している。
【0026】
スナバ回路4は、他端が双方向サイリスタ5の一方の端子TH1と、一端が双方向サイリスタ5の他方の端子TH2とそれぞれ接続している。双方向サイリスタ5は、ゲート端子Gに、ゲート抵抗10の一端が接続している。ゲート抵抗10は、他端が、第1の開閉手段11の一端と接続している。また、第1の開閉手段11は、他端が、双方向サイリスタ5の他方の端子TH2と接続している。
【0027】
トランス13は、負荷線Sの一部を1次側17とし、2次側18の一端が第2の開閉手段14の一端と接続している。第2の開閉手段14は、他端が、リレーコイル15の一端と接続している。リレーコイル15は、他端が、トランス13の2次側18の他端と接続している。従って、リレーコイル15と、トランス13の2次側18とは、第2の開閉手段14が開けば開ループとなり、第2の開閉手段14が閉まれば閉ループとなるような、2次回路Cをなす。また、リレーコイル15は、自身の接点対であるリレー接点対16が、双方向サイリスタ5の一方の端子TH1と他方の端子TH2との間に、双方向サイリスタ5に並列に接続している。
【0028】
なお、リレーコイル15は、負荷線Sおよび双方向サイリスタ5に流れる電流が、許容範囲で最大な所定の電流値IMAX に至ると、所定の電流値IMAX に応じた電流値をトランス13の2次側18から与えられ、リレー接点対16を閉じるものである。すなわち、リレーコイル15は、照明負荷Lの負荷電流が双方向サイリスタ5の所定の電流値IMAX に到達したことを受けて、双方向サイリスタ5に更に大きい値の電流を流さないようにリレー接点対16を閉じて、双方向サイリスタ5以外に照明負荷Lの負荷電流の電流経路を用意するのである。
【0029】
このように構成される電子式スイッチの動作を、特に、照明負荷Lの負荷の値が大きくて電源投入時に照明負荷Lを含む回路に大きな突入電流が流れる場合について、図2を用いて以下に説明する。
【0030】
まず、制御部12は電流を流されていないものとする。従って第1の開閉手段11および第2の開閉手段14は、開状態にある。第2の開閉手段14が開状態にあるので、2次回路Cには電流が流れず、リレーコイル15には電流が流れない。従ってリレー接点対16は、開状態にある。この状態では、第1の開閉手段11が開いているため、双方向サイリスタ5のゲート端子Gには信号が印加されず双方向サイリスタ5はオフ(非導通)であり、かつリレー接点対16が開制御状態にあるので、照明負荷Lと商用電源eとを閉じる回路が用意されない。よって、照明負荷Lは、商用電源eから電源を供給されずに消灯状態にある。
【0031】
次に、制御部12に電流を流すことにより、第1の開閉手段11と第2の開閉手段14とを閉じる。第2の開閉手段14が閉状態にあるので、2次回路Cは閉ループとなる。第1の開閉手段11が閉じると、ゲート抵抗10を介してゲート端子Gにゲート電流が流れ、双方向サイリスタ5がオン(導通)になり(図2の時点t1 )、照明負荷Lは商用電源eから電源を供給されて点灯する。照明負荷Lが点灯状態にあれば、負荷線Sに電流が流れており、トランス13の1次側17にも電流が流れている。この状態では、トランス13の2次側18には、1次側17の起磁力によって誘導電流が発生する。この誘導電流は、負荷線Sに流れる負荷電流が商用電源eの交流波形に従って変化するため、負荷線Sに流れる電流の変化につられて変化する交流電流となる。従って、リレーコイル15にも交流電流が流れ、リレーコイル15は、流れる交流電流の瞬時値の大きさが、所定の電流値IMAX に対応する電流値以上になると、リレー接点対16を閉じる(図2の時点t2 )。リレー接点対16が閉じられると、リレー接点対16の閉時の接触抵抗の値は、双方向サイリスタ5の導通時の抵抗値に比して、無視できるほど小さいため、双方向サイリスタ5の一方の端子TH1の電圧と他方の端子TH2の電圧との差が小さくなる。双方向サイリスタ5の一方の端子TH1の電圧と他方の端子TH2との電圧差が、双方向サイリスタ5の導通保持電圧を下回ると、双方向サイリスタ5は、オフ(非導通)になり、それまで双方向サイリスタ5に流れていた電流は、リレー接点対16を経由するように流れる。
【0032】
照明負荷Lに流れる負荷電流の振幅が、ピーク値に至った後、所定の電流値IMAX を下回ると(図2の時点t3 )、リレー接点対16が開き、双方向サイリスタ5が再びオン(導通)になる。照明負荷Lに流れる負荷電流は減衰を続け、図に示す波形のように、振幅が収束した正弦波形を描くようにおちつく。図2の時点t3 以後には図示はしていないが、もし、照明負荷Lに流れる負荷電流の大きさが、所定の電流値IMAX 以上になると、その都度リレー接点対16が閉じ、双方向サイリスタ5がオフ(非導通)になり、それまで双方向サイリスタ5に流れていた電流は、リレー接点対16を経由するように流れる。
【0033】
このようにして、特に、照明負荷Lの負荷の値が大きくて電源投入時に照明負荷Lを含む回路に大きな突入電流が流れる場合には、双方向サイリスタ5に所定の電流値IMAX を超えるような電流を流さないようにして、双方向サイリスタ5の保護を図るとともに、リレー接点対16を閉じることにより照明負荷Lに負荷電流を流すための回路を確保している。
【0034】
なお、照明負荷Lを消灯するときには、制御部12に電流を流さないようにすればよい。すると、第1の開閉手段11および第2の開閉手段14が、開状態になる。第2の開閉手段14が開状態にあるので、2次回路Cには電流が流れず、リレーコイル15には電流が流れない。従ってリレー接点対16は、開状態になる。第1の開閉手段1が開状態にあるので、双方向サイリスタ5のゲート端子Gには信号が印加されず双方向サイリスタ5はオフ(非導通)である。さらにリレー接点対16が開状態にあるので、照明負荷Lと商用電源eとを閉じる回路が用意されない。よって、照明負荷Lは、商用電源eから電源を供給されずに消灯状態にできる。
【0035】
従って、双方向サイリスタ5を開閉駆動する第1の開閉手段11と、この第1の開閉手段11を開閉制御する制御部12と、双方向サイリスタ5に並列に接続されるリレー接点対16と、このリレー接点対16を開閉制御するリレーコイル15と、照明負荷Lと双方向サイリスタ5との間に接続される負荷線Sの一部を1次側17とし、2次側18をリレーコイル15に直列接続するトランス13と、このトランス13の2次側18とリレーコイル15とに直列に接続されて制御部12により第1の開閉手段11と共に開閉制御される第2の開閉手段14とを有し、制御部12は、照明負荷Lに電力を供給開始するときに第1の開閉手段11と第2の開閉手段14とを閉制御するものであり、リレーコイル15は、トランス13で検出する双方向サイリスタ5の電流値が所定の電流値IMAX に満たないときには、リレー接点対16を開制御し、トランス13で検出する双方向サイリスタ5の電流値が所定の電流値IMAX 以上であるときには、リレー接点対16を閉制御するものであるようにしたため、照明負荷Lの負荷容量が大きい場合に、双方向サイリスタ5を耐電流容量が大きいものに変更せずとも、リレー接点対16を閉じて双方向サイリスタ5以外に負荷電流を流す経路を用意することができる。このため、双方向サイリスタ5に無理な電流を流さずともよく、小容量の双方向サイリスタ5を熱破壊から防止できる。また、リレー接点対16の閉制御は、双方向サイリスタ5がオン(導通)であるときに行われるので、リレー接点対16にはアーク発生による溶着や消耗が発生せず、接触抵抗値の増大や短寿命化を抑えることができる。
【0036】
また、双方向サイリスタ5に無理な電流を流さないため、双方向サイリスタ5への突入電流の印加を避けることができる。
【0037】
また、さらに、トランス13は、双方向サイリスタ5に流れる電流値が双方向サイリスタ5の使用範囲温度を超えない範囲で最大電流値にあるときに、リレーコイル15に、リレー接点対16を閉制御させる電流量を流すように、1次側17と2次側18との巻回比率が決められているため、双方向サイリスタ5の使用範囲温度にも気を配って、発熱を確実に抑えた電子式スイッチを提供できる。
【0038】
なお、上記実施の形態においては、第1の開閉手段11を、接点対として例示し、制御部12を、電磁石とこの電磁石に巻回されてなるコイルとを備え、制御部12が第1の開閉手段11および第2の開閉手段14とを開閉制御するような、制御用リレーを例示したが、本発明はこれに限らず、第1の開閉手段と第2の開閉手段と制御部とにより構成する制御用リレーを、フォトカプラまたはフォトサイリスタなどの光半導体スイッチとして設けてもよい。このようにすれば制御部から第1の開閉手段への開閉制御信号を光駆動で送信できるので電気的絶縁が図れる。また、光半導体スイッチは、コイルを用いる制御用リレーに比して消費電流を抑えることができるため、発熱を抑え、小型化された電子式スイッチを提供することができる。
【0039】
[第2の実施の形態]
図3は電子式スイッチを説明する回路図である。なお、前述の第1の実施の形態と同一の箇所には同じ符号を付し、同一の箇所の詳細な説明は省略する。
【0040】
この第2の実施の形態の電子式スイッチが前述の第1の実施の形態の電子式スイッチと異なり特徴となるのは、トランス13の2次側18と第2の開閉手段14との間に整流回路部19を設け、さらに、リレーコイル15を交流対応タイプから直流対応タイプのものに変更した構成である。
【0041】
図示はしないが、前述の第1の実施の形態の電子式スイッチにおいて示したリレーコイル15には、くまとりコイルを採用していた。このくまとりコイルは、一般的に、AC電磁石に巻回されて一対の端口を形成するものである。くまとりコイルは、一般的に、一対の端口が広く設けられ、一対の端口に、空気中に浮遊する塵が付着しやすい構造である。このような塵が付着した状態では、くまとりコイルは、誘導される磁束の変化により、塵が振動し、耳障りな音を発することがある。また、一般的に、くまとりコイルは、できるだけ大きい量の磁束を発生させることが可能になるようにするため、一対の端口が大きく形成され、このためリレーコイル15の大型化を招きやすい。
【0042】
本実施例におけるリレーコイル15は、上記のような交流対応タイプのリレーコイル15に対して、直流対応タイプのものである。一般的に、直流対応タイプのリレーコイル15は、交流対応タイプのリレーコイル15に比して、塵が付着して振動し耳障りな音を発することが少ない。また、一般的に、直流対応タイプのリレーコイル15は、交流対応タイプのリレーコイル15に比して、小型である。
【0043】
整流回路部19は、トランス13の2次側18で誘起される誘導電流を、内蔵するダイオードブリッジやコンデンサなどで整流してから、誘導電流の量に応じた量の直流電流を、リレーコイル15に流す回路である。
【0044】
従って、第1の実施の形態と略同様の効果を奏すると共に、リレーコイル15を交流対応タイプから直流対応タイプのものに変更して、直流対応タイプのリレーコイル15に電流を流せるような整流回路部19を設けたため、リレーコイル15から発生するうなり音を抑えやすい。また、リレーコイル15が交流対応タイプの場合と比較して、リレーコイル15を小型化しやすく、ひいては電子式スイッチ100を小型化しやすい。
【0045】
[第3の実施の形態]
図4は電子式スイッチを説明する回路図である。図5は基準電圧設定回路部を説明する回路図である。なお、前述の第2の実施の形態と同一の箇所には同じ符号を付し、同一の箇所の詳細な説明は省略する。
【0046】
この第3の実施の形態の電子式スイッチが前述の第2の実施の形態の電子式スイッチと異なり特徴となるのは、第2の開閉手段14と整流回路部19との間に、基準電圧設定回路部20を設けた構成である。
【0047】
基準電圧設定回路部20は、リレーコイル15に電流を印加しはじめる際の目安となる基準電圧が設定でき、整流回路部19の直流出力電圧値を検出してこの直流出力電圧値が基準電圧に到達したときはじめてリレーコイル15に電流を流すように動作する。
【0048】
基準電圧設定回路部20は、図5に示すように、定電圧部20aと、基準電圧設定部20bと、回路接点20cとを備えて構成される。定電圧部20aは、整流回路部19が出力する直流出力電圧値に応じて定電圧Vfを生成する回路である。基準電圧設定部20bは、例えば可変抵抗を備えており、外部から基準電圧Vsを設定するための電圧設定部である。基準電圧設定部20bは、外部から設定された基準電圧Vsを、定電圧Vfと比較し、定電圧Vfが基準電圧Vsに至るまでは、回路接点20cを切って第2の開閉手段14側と2次回路Cを接続しない。
【0049】
すなわち、基準電圧設定回路部20は、負荷線Sに流れる負荷電流を、トランス13の2次側18に誘起される誘導起電力をもとにして判別するものであり、さらに、基準電圧設定操作部(不図示)を有し、操作者が基準電圧設定操作部に入力した基準電圧Vsと、トランス13の2次側18の誘導起電力とを比較する。つまり、基準電圧設定回路部20は、トランス13の2次側18の誘導起電力が、基準電圧Vsに至ると、基準電圧設定部20bが回路接点20cを閉じて、リレーコイル15に電流を印加しはじめる。
【0050】
このように構成される電子式スイッチにおいては、第2の実施の形態と略同様の効果を奏すると共に、双方向サイリスタ5の容量を変更したい場合や、双方向サイリスタ5の通電電流の最大設定値を変更したい場合に、トランス13の1次側17と2次側18との巻回比率を変更することなく、リレー接点対16を閉制御させる電流値を、電子式スイッチ100の外部から容易に変更することができる。
【0051】
なお、上記実施の形態においては、基準電圧設定回路部20を、第2の開閉手段14と整流回路部19との間に接続した例を示したが、本発明はこれに限らず、リレーコイルが交流対応タイプのものでよければ、整流回路部は要らず、基準電圧設定回路部を、トランスの2次側と第2の開閉手段との間に接続して、基準電圧設定回路部に、トランスの2次側の出力電圧値もしくは出力電流値を基準電圧Vsと比較させるようにしたものであってもよい。
【0052】
[第4の実施の形態]
図6は電子式スイッチを説明する回路図である。なお、前述の第1の実施の形態と同一の箇所には同じ符号を付し、同一の箇所の詳細な説明は省略する。
【0053】
図6に示す電子式スイッチは、双方向サイリスタを用いて照明負荷Lを調光制御する調光スイッチであり、ネオンランプ1と、第1の抵抗2と、手動スイッチ3と、スナバ回路4と、双方向サイリスタ5と、コンデンサー6と、第2の抵抗7と、可変抵抗8と、ダイアック9と、ゲート抵抗10と、トランス13と、第2の開閉手段14と、リレーコイル15およびリレー接点対16とを備えて構成されている。
【0054】
電子式スイッチ100は、第1の端子TL1と、第2の端子TL2と、第3の端子TL3とを備える。ネオンランプ1は、壁面などに設置される手動スイッチ3の傍に設置される表示灯である。ネオンランプ1は、点灯時は照明負荷Lが消灯していることをあらわす。
【0055】
手動スイッチ3は、壁面などに設置され、商用電源eからの電源を照明負荷Lに入切するためのスイッチ部である。手動スイッチ3は、共通端子3aと、第1の切換端子3bと、第2の切換端子3cとを備える。手動スイッチ3は、手動により、第2の切換端子3cを、共通端子3aと、第1の切換端子3bとに切り換える。また、手動スイッチ3は、接続先の切り換えとともに、第2の開閉手段14を開閉制御するものである。すなわち、手動スイッチ3は、共通端子3aが第1の切換端子3bと接続しているときには、第2の開閉手段14を開き、共通端子3aが第2の切換端子3cと接続しているときには、第2の開閉手段14を閉じる。
【0056】
コンデンサー6と、第2の抵抗7と、可変抵抗8と、ダイアック9とは、照明負荷Lの調光率を外部から設定可能に設けられた調光回路であって調光率に従って双方向サイリスタを開閉駆動する、第1の開閉手段11を構成する。
【0057】
第1の端子TL1には、商用電源eの一端と、手動スイッチ3の共通端子3aとが接続している。第2の端子TL2には、照明負荷Lの一対の接続端子のうちの一方が、負荷線Sを介して、スナバ回路4の一端と接続している。第3の端子TL3には、照明負荷Lの一対の接続端子のうちの他方と、商用電源eの他端と、ネオンランプ1の一端とが接続している。
【0058】
ネオンランプ1は、他端が第1の抵抗2の一端と接続している。第1の抵抗2は、他端が手動スイッチ3の第1の切換端子3bと接続している。スナバ回路4の一端は、双方向サイリスタ5の一方の端子TH1に接続している。また、スナバ回路4の他端は、第2の切換端子3cと、双方向サイリスタ5の他方の端子TH2とに接続している。双方向サイリスタ5は、一方の端子TH1がコンデンサー6の一端と接続し、他方の端子TH2が第2の抵抗7の一端とそれぞれ接続している。第2の抵抗7の他端は、可変抵抗8を介してコンデンサー6の他端と接続している。
【0059】
ダイアック9の一端は、コンデンサー6の他端と可変抵抗8との間に接続し、ダイアック9の他端は、ゲート抵抗10の一端に接続している。ゲート抵抗10の他端は、双方向サイリスタ5のゲート端子Gと接続している。
【0060】
トランス13は、負荷線Sの一部を1次側17とし、2次側18を、第2の開閉手段14の一端と接続している。第2の開閉手段14は、他端が、リレーコイル15の一端と接続している。リレーコイル15は、他端が、トランス13の2次側18と接続している。従って、リレーコイル15と、トランス13の2次側18とは、第2の開閉手段14が開けば開ループとなり、第2の開閉手段14が閉まれば閉ループとなるような、2次回路Cをなす。
【0061】
リレー接点対16は、リレーコイル15の接点対であり、双方向サイリスタ5の一方の端子TH1と他方の端子TH2との間に、双方向サイリスタ5に並列になるようにして接続している。
【0062】
なお、リレーコイル15は、負荷線Sおよび双方向サイリスタ5に流れる電流が、許容範囲で最大なる所定の電流値IMAX になったときに、所定の電流値IMAX に応じた電流値をトランス13の2次側18から与えられ、リレー接点対16を閉じるものである。すなわち、リレーコイル15は、照明負荷Lの負荷電流が双方向サイリスタ5の所定の電流値IMAX に到達したことを受けて、双方向サイリスタ5に更に大きい値の電流を流さないようにリレー接点対16を閉じて、双方向サイリスタ5以外に照明負荷Lの負荷電流の電流経路を用意するのである。
【0063】
このように構成される電子式スイッチ100の動作を、以下に説明する。
まず、手動スイッチ3が開状態、すなわち第1の抵抗2側に接続しており、第2の開閉手段14は、開制御状態にある。第2の開閉手段14が開制御状態にあるので、2次回路Cには電流が流れず、リレーコイル15には電流が流れない。従ってリレー接点対16は、開制御状態にある。この状態では、照明負荷Lは商用電源eから電源を供給されず、消灯状態にある。
次に、共通端子3aが第2の切換端子3cに接続されると、コンデンサー6と、第2の抵抗7と、可変抵抗8とに電圧がかかり、同時に第2の開閉手段14が閉じて、2次回路Cは閉ループとなる。照明負荷Lは、以下のように双方向サイリスタ5が動作することによって、商用電源eからの電源が供給される。すなわち、ダイアック9の一端には、コンデンサー6の静電容量値と、第2の抵抗7と可変抵抗8との合成抵抗値とで決定される時定数τに従って進相された電圧値が印加される。このダイアック9の一端に印加される電圧値がダイアック9の動作電圧以上になると、ダイアック9は導通し、結果的に双方向サイリスタ5のゲート端子Gに電流が流れ、双方向サイリスタ5がオン(導通)となる。双方向サイリスタ5がオンするタイミングは、コンデンサー6と抵抗7と可変抵抗8とによる時定数τ、およびダイアック9の動作電圧とによって決定される。このような電子式スイッチ100の操作者は、可変抵抗8の抵抗値を変化させることによって、時定数τを調整すれば、商用電源eの電源波形に対して双方向サイリスタ5のオンするタイミングを決定できるので、照明負荷Lに流す電流波形を決定でき、照明負荷Lを調光することができる。
【0064】
もし、照明負荷Lに流れる負荷電流の値が所定の電流値IMAX 以上になると、第1の実施の形態と同様にリレー接点対16が閉じる(図2の時点t2 )。リレー接点対16が閉じられると、リレー接点対16の閉時の接触抵抗の値は、双方向サイリスタ5の導通時の抵抗値に比して、無視できるほど小さいため、双方向サイリスタ5の一方の端子TH1の電圧と他方の端子TH2の電圧との差が小さくなる。双方向サイリスタ5の一方の端子TH1の電圧と他方の端子TH2との電圧差が、双方向サイリスタ5の導通保持電圧を下回ると、双方向サイリスタ5は、オフ(非導通)になり、それまで双方向サイリスタ5に流れていた電流は、リレー接点対16を経由するように流れる。
【0065】
照明負荷Lに流れる負荷電流の振幅が、ピーク値に至った後、所定の電流値IMAX を下回ると(図2の時点t3 )、リレー接点対16が開き、双方向サイリスタ5が再びオン(導通)になる。照明負荷Lに流れる負荷電流は減衰を続け、図2のt3 時点以降に示す波形のように、振幅が収束した正弦波形を描くようにおちつく。図2の時点t3 以降には図示はしていないが、もし、照明負荷Lに流れる負荷電流が、所定の電流値IMAX 以上になると、その都度リレー接点対16が閉じ、双方向サイリスタ5がオフ(非導通)になり、それまで双方向サイリスタ5に流れていた電流は、リレー接点対16を経由するように流れる。
【0066】
このような電子式スイッチでは、照明負荷Lに流れる負荷電流が大きい場合には、双方向サイリスタ5がオフ(非導通)となり、調光スイッチでなく高容量のオンオフスイッチとして機能する。一方、同じ電子式スイッチは、照明負荷Lが1つの白熱灯であるなど、照明負荷Lに流れる負荷電流が小さい場合には、双方向サイリスタ5がオン(導通)となり、可変抵抗8で決定される時定数τによって投入位相角が決まるような、調光スイッチとして機能する。
【0067】
なお、照明負荷Lを消灯するときには、手動により共通端子3aを第1の切換端子3bと接続すればよい。すると、照明負荷Lに負荷電流が流れなくなるとともに、第2の開閉手段14が開状態になる。第2の開閉手段14が開状態にあるので、2次回路Cには電流が流れず、リレーコイル15には電流が流れない。従ってリレー接点対16は、開状態になる。共通端子3aが第2の切換端子3cと接続していないため、双方向サイリスタ5のゲート端子Gには信号が印加されず双方向サイリスタ5はオフ(非導通)である。さらにリレー接点対16が開状態にあるので、照明負荷Lと商用電源eとを閉じる回路が用意されない。よって、照明負荷Lは、商用電源eから電源を供給されずに消灯状態にできる。また、ネオンランプ1は、商用電源eから電源供給されて点灯し、照明負荷Lが消灯状態であることを表示する。
【0068】
従って、双方向サイリスタ5を用いて照明負荷Lに印加する電力値を制御する電子式スイッチ100であって、照明負荷Lの調光率を外部から設定可能に設けられた調光回路であって調光率に従って双方向サイリスタ5を開閉駆動する第1の開閉手段11と、双方向サイリスタ5に並列に接続されるリレー接点対16と、このリレー接点対16を開閉制御するリレーコイル15と、照明負荷Lへの電力供給を手動で入り切りするための手動スイッチ3と、照明負荷Lと双方向サイリスタ5との間に接続される負荷線Sの一部を1次側17とし、2次側18をリレーコイル15に直列接続するトランス13と、このトランス13の2次側18とリレーコイル15とに直列に接続されて手動スイッチ3と連動して開閉制御される第2の開閉手段14とを有し、手動スイッチ3は、照明負荷Lへの電力の供給を開始する際に、第2の開閉手段14を閉制御し、照明負荷Lへの電力の供給を終了する際に、第2の開閉手段14を開制御するものであり、リレーコイル15は、第2の開閉手段14が閉制御されている場合であって、トランス13で検出する双方向サイリスタ5の電流値が所定の電流値IMAX に満たないときには、リレー接点対16を開制御し、第2の開閉手段14が閉制御されている場合であって、トランス13で検出する双方向サイリスタ5の電流値が所定の電流値IMAX 以上であるときには、リレー接点対16を閉制御するものであるように構成したため、電子式スイッチ100は、双方向サイリスタ5に流れる電流が所定の電流値IMAX 以上であるときには、双方向サイリスタ5がオフ(非導通)となり、調光スイッチでなく高容量のオンオフスイッチとして機能し、一方、照明負荷Lが1つの白熱灯であるなど、双方向サイリスタ5に流れる電流が所定の電流値IMAX より下回るときには、双方向サイリスタ5がオン(導通)となり、第1の開閉手段11に設定する調光率に従って双方向サイリスタ5を開閉駆動するような、調光スイッチとして機能するようにできる。
【0069】
また、照明負荷Lの負荷容量が大きい場合に、双方向サイリスタ5を耐電流容量が大きいものに変更せずとも、リレー接点対16を閉じて双方向サイリスタ5以外に負荷電流を流す経路を用意することができる。このため、双方向サイリスタ5に無理な電流を流さずともよく、小容量の双方向サイリスタ5を熱破壊から防止できる。また、リレー接点対16の閉制御は、双方向サイリスタ5がオン(導通)であるときに行われるので、リレー接点対16にはアーク発生による溶着や消耗が発生せず、接触抵抗値の増大や短寿命化を抑えることができる。
【0070】
また、双方向サイリスタ5に無理な電流を流さないため、双方向サイリスタ5への突入電流の印加を避けることができる。
【0071】
また、さらに、トランス13は、双方向サイリスタ5に流れる電流値が双方向サイリスタ5の使用範囲温度を超えない範囲で最大電流値にあるときに、リレーコイル15に、リレー接点対16を閉制御させる電流量を流すように、1次側17と2次側18との巻回比率が決められているため、双方向サイリスタ5の使用範囲温度にも気を配って、発熱を確実に抑えた電子式スイッチを提供できる。
【0072】
なお、上記実施の形態においては、第2の実施の形態のように、トランスの2次側と第2の開閉手段との間に整流回路部を設け、さらに、リレーコイルを交流対応タイプから直流対応タイプのものに変更してもよい。このようにすれば、リレーコイルが交流対応タイプのものである場合に比べて、リレーコイルから発生するうなり音を抑えやすい。また、リレーコイルが交流対応タイプの場合と比較して、リレーコイルを小型化しやすく、ひいては電子式スイッチを小型化しやすい。また、さらに、第3の実施の形態のように、第2の開閉手段とリレーコイルとの間に、基準電圧設定回路部を設けてもよい。
【0073】
【発明の効果】
請求項1記載の発明にあっては、双方向サイリスタを開閉駆動する第1の開閉手段と、この第1の開閉手段を開閉制御する制御部と、双方向サイリスタに並列に接続されるリレー接点対と、このリレー接点対を開閉制御するリレーコイルと、負荷と双方向サイリスタとの間に接続される負荷線の一部を1次側とし、2次側をリレーコイルに直列接続するトランスと、このトランスの2次側とリレーコイルとに直列に接続されて制御部により第1の開閉手段と共に開閉制御される第2の開閉手段とを有し、制御部は、負荷に電力を供給開始するときに第1の開閉手段と第2の開閉手段とを閉制御するものであり、リレーコイルは、トランスで検出する双方向サイリスタの電流値が所定の電流値に満たないときには、リレー接点対を開制御し、トランスで検出する双方向サイリスタの電流値が所定の電流値以上であるときには、リレー接点対を閉制御するものであるようにしたため、負荷の負荷容量が大きい場合に、双方向サイリスタを耐電流容量が大きいものに変更せずとも、リレー接点対を閉じて双方向サイリスタ以外に負荷電流を流す経路を用意することができる。このため、双方向サイリスタに無理な電流を流さずともよく、双方向サイリスタを熱破壊から防止できる。また、リレー接点対の閉制御は、双方向サイリスタがオン(導通)であるときに行われるので、リレー接点対にはアーク発生による溶着や消耗が発生せず、接触抵抗値の増大や短寿命化を抑えることができる。また、双方向サイリスタに無理な電流を流さないため、双方向サイリスタへの突入電流の印加を避けることができる。
【0074】
請求項2記載の発明にあっては、双方向サイリスタを用いて負荷に印加する電力値を制御する電子式スイッチであって、負荷の調光率を外部から設定可能に設けられた調光回路であって調光率に従って双方向サイリスタを開閉駆動する第1の開閉手段と、双方向サイリスタに並列に接続されるリレー接点対と、このリレー接点対を開閉制御するリレーコイルと、負荷への電力供給を手動で入り切りするための手動スイッチと、負荷と双方向サイリスタとの間に接続される負荷線の一部を1次側とし、2次側をリレーコイルに直列接続するトランスと、このトランスの2次側とリレーコイルとに直列に接続されて手動スイッチと連動して開閉制御される第2の開閉手段とを有し、手動スイッチは、負荷への電力の供給を開始する際に、第2の開閉手段を閉制御し、負荷への電力の供給を終了する際に、第2の開閉手段を開制御するものであり、リレーコイルは、第2の開閉手段が閉制御されている場合であって、トランスで検出する双方向サイリスタの電流値が所定の電流値に満たないときには、リレー接点対を開制御し、第2の開閉手段が閉制御されている場合であって、トランスで検出する双方向サイリスタの電流値が所定の電流値以上であるときには、リレー接点対を閉制御するものであることを特徴とするようにしたため、この電子式スイッチは、負荷の負荷容量が大きい場合に、双方向サイリスタを耐電流容量が大きいものに変更せずとも、リレー接点対を閉じて双方向サイリスタ以外に負荷電流を流す経路を用意する調光スイッチとして機能することができる。このため、双方向サイリスタに無理な電流を流さずともよく、双方向サイリスタを熱破壊から防止できる。また、リレー接点対の閉制御は、双方向サイリスタがオン(導通)であるときに行われるので、リレー接点対にはアーク発生による溶着や消耗が発生せず、接触抵抗値の増大や短寿命化を抑えることができる。また、双方向サイリスタに無理な電流を流さないため、双方向サイリスタへの突入電流の印加を避けることができる。
【0075】
請求項3記載の発明にあっては、請求項1乃至2記載の発明の効果に加えて、トランスは、双方向サイリスタに流れる電流値が双方向サイリスタの使用範囲温度を超えない範囲で最大電流値にあるときに、リレーコイルにリレー接点対を閉制御させる電流量を流すように、1次側と2次側との巻回比率が決められているため、双方向サイリスタの使用範囲温度にも気を配って、発熱を確実に抑えた電子式スイッチまたは調光スイッチを提供できる。
【0076】
請求項4記載の発明にあっては、請求項1乃至3記載の発明の効果に加えて、リレーコイルとトランスの2次側との間に、リレーコイルに電流を印加しはじめる際の目安となる基準電圧が設定され、トランスの2次側に励起される電圧値を検出してこの電圧値が基準電圧に到達するとリレーコイルに電流を流すように動作する基準電圧設定回路部を設けたため、双方向サイリスタの容量を変更したい場合や、双方向サイリスタの通電電流を変更したい場合に、トランスの1次側と2次側との巻回比率を変更することなく、リレー接点対を閉制御させる電流値を、電子式スイッチの外部から容易に変更することができる。
【0077】
請求項5記載の発明にあっては、請求項1乃至4記載の発明の効果に加えて、リレーコイルを構成する電磁石を直流電磁石とし、リレーコイルとトランスの2次側との間に、トランスの2次側に励起される交流電流を整流してリレーコイルに直流電流として流す整流回路部を設けたため、リレーコイルから発生するうなり音を抑えやすい。また、リレーコイルが交流対応タイプの場合と比較して、リレーコイルを小型化しやすく、ひいては電子式スイッチを小型化しやすい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の実施の形態の電子式スイッチを説明する回路図である。
【図2】同上の動作を説明するタイミングチャートである。
【図3】本発明に係る第2の実施の形態の電子式スイッチを説明する回路図である。
【図4】本発明に係る第3の実施の形態の電子式スイッチを説明する回路図である。
【図5】同上の基準電圧設定回路部を説明する回路図である。
【図6】本発明に係る第4の実施の形態の電子式スイッチを説明する回路図である。
【図7】従来の電子式スイッチを説明する回路図である。
【符号の説明】
5 双方向サイリスタ
11 第1の開閉手段
12 制御部
13 トランス
14 第2の開閉手段
15 リレーコイル
16 リレー接点対
17 1次側
18 2次側
19 整流回路部
20 基準電圧設定回路部
IMAX 所定の電流値
L 負荷(照明負荷)
S 負荷線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic switch.
[0002]
[Prior art]
A conventional electronic switch will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a conventional electronic switch.
[0003]
An
[0004]
The
[0005]
First terminal T L1 And the third terminal T L3 Is connected to a commercial power source e. Second terminal T L2 And the third terminal T L3 A lighting load L is connected between the two. First terminal T L1 Is connected to the common terminal 3a of the
[0006]
The other end of the neon lamp 1 is connected to one end of the
[0007]
In such an
[0008]
When the common terminal 3a is connected to the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional
[0010]
In addition, when using a large load capacity as the lighting load L as described above, a contact relay is generally used without using the
[0011]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is not to change the bidirectional thyristor to one having a large withstand current capacity when the load capacity is large. An object of the present invention is to provide an electronic switch, and another object is to provide an electronic switch that can avoid application of an inrush current to a bidirectional thyristor.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided an electronic switch for controlling a power value applied to a load using a bidirectional thyristor, the first opening / closing means for driving the bidirectional thyristor to open and close, and the first switch A control unit that controls opening and closing of one switching means, a relay contact pair connected in parallel to the bidirectional thyristor, a relay coil that controls opening and closing of the relay contact pair, and the load and the bidirectional thyristor. A part of a connected load line is a primary side, a secondary side is connected in series to the relay coil, a secondary side of the transformer and the relay coil are connected in series, and the control unit A second opening / closing means that is controlled to be opened / closed together with the first opening / closing means, and the control unit starts the supply of electric power to the load, and the first opening / closing means and the second opening / closing means. And close control, When the supply of power to the load is terminated, the first opening / closing means and the second opening / closing means are controlled to open, and the relay coil is controlled to close the second opening / closing means. When the current value of the bidirectional thyristor detected by the transformer is less than a predetermined current value, the relay contact pair is controlled to open and the second switching means is controlled to close. The relay contact pair is closed when the current value of the bidirectional thyristor detected by the transformer is equal to or greater than the predetermined current value.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an electronic switch for controlling a power value to be applied to a load using a bidirectional thyristor, wherein the dimming rate of the load can be set from the outside. A first switching means that opens and closes the bidirectional thyristor according to the dimming rate, a relay contact pair connected in parallel to the bidirectional thyristor, and a relay coil that controls the opening and closing of the relay contact pair. A manual switch for manually turning on and off the power supply to the load, and a part of a load line connected between the load and the bidirectional thyristor as a primary side, and a secondary side as the relay coil And a second opening / closing means connected in series to the secondary side of the transformer and the relay coil and controlled to be opened / closed in conjunction with the manual switch. When the supply of power to the load is started, the second opening / closing means is controlled to be closed, and when the supply of power to the load is finished, the second opening / closing means is controlled to open. The relay coil is configured such that when the second opening / closing means is controlled to be closed and the current value of the bidirectional thyristor detected by the transformer is less than a predetermined current value, the relay contact pair is When the open control is performed and the second opening / closing means is controlled to be closed, and the current value of the bidirectional thyristor detected by the transformer is equal to or greater than the predetermined current value, the relay contact pair is closed. It is what controls.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the electronic switch according to the first or second aspect, the transformer has a maximum value within a range in which a value of a current flowing through the bidirectional thyristor does not exceed a use range temperature of the bidirectional thyristor. The winding ratio between the primary side and the secondary side is determined so that a current amount for controlling the relay contact pair to close is supplied to the relay coil when the current value is present. .
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the electronic switch according to any one of the first to third aspects, a standard for starting to apply a current to the relay coil between the relay coil and the secondary side of the transformer. A reference voltage setting circuit unit that detects a voltage value excited on the secondary side of the transformer and operates to flow a current through the relay coil when the voltage value reaches the reference voltage. Is provided.
[0016]
In the invention according to
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of an electronic switch according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2, a second embodiment with reference to FIG. 3, and a third embodiment with reference to FIGS. The fourth embodiment will be described in detail with reference to FIG.
[0018]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a circuit diagram for explaining an electronic switch, and FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the electronic switch. (A) shows each period of ON (conduction) and OFF (non-conduction) of the bidirectional thyristor. , (B) represents the periods of ON (contact closed) and OFF (contact open) of the relay contact pair, and (c) represents the load current flowing through the lighting load.
[0019]
An
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The first opening / closing means 11 is exemplified as a contact pair whose opening / closing is controlled by the
[0023]
When the current value flowing through the
[0024]
The second opening / closing means 14 is exemplified as a contact pair whose opening / closing is controlled by the
[0025]
The
[0026]
The other end of the
[0027]
In the
[0028]
Note that the
[0029]
The operation of the electronic switch configured as described above will be described below with reference to FIG. 2 in particular when the load value of the lighting load L is large and a large inrush current flows through the circuit including the lighting load L when the power is turned on. explain.
[0030]
First, it is assumed that the
[0031]
Next, the first opening / closing means 11 and the second opening / closing means 14 are closed by passing a current through the
[0032]
After the amplitude of the load current flowing through the lighting load L reaches a peak value, a predetermined current value I MAX (Time t in FIG. 2) Three ), The
[0033]
In this way, particularly when the load value of the lighting load L is large and a large inrush current flows through the circuit including the lighting load L when the power is turned on, a predetermined current value I is supplied to the
[0034]
It should be noted that when the illumination load L is turned off, no current should flow through the
[0035]
Accordingly, the first opening / closing means 11 for opening / closing the
[0036]
In addition, since an excessive current is not supplied to the
[0037]
Furthermore, the
[0038]
In the above embodiment, the first opening / closing means 11 is exemplified as a contact pair, the
[0039]
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating the electronic switch. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the location same as the above-mentioned 1st Embodiment, and detailed description of the same location is abbreviate | omitted.
[0040]
The electronic switch according to the second embodiment is different from the electronic switch according to the first embodiment described above in that it is between the
[0041]
Although not shown, a bear coil is employed for the
[0042]
The
[0043]
The
[0044]
Accordingly, the rectifier circuit that has substantially the same effect as that of the first embodiment and changes the
[0045]
[Third Embodiment]
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating the electronic switch. FIG. 5 is a circuit diagram illustrating the reference voltage setting circuit unit. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the location same as the above-mentioned 2nd Embodiment, and detailed description of the same location is abbreviate | omitted.
[0046]
The electronic switch of the third embodiment is different from the electronic switch of the second embodiment described above in that a reference voltage is provided between the second opening / closing means 14 and the
[0047]
The reference voltage
[0048]
As shown in FIG. 5, the reference voltage
[0049]
That is, the reference voltage
[0050]
The electronic switch configured as described above has substantially the same effect as that of the second embodiment, and when the capacity of the
[0051]
In the above embodiment, an example in which the reference voltage
[0052]
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an electronic switch. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the location same as the above-mentioned 1st Embodiment, and detailed description of the same location is abbreviate | omitted.
[0053]
The electronic switch shown in FIG. 6 is a dimming switch that performs dimming control of the lighting load L using a bidirectional thyristor, and includes a neon lamp 1, a
[0054]
The
[0055]
The
[0056]
The
[0057]
First terminal T L1 Is connected to one end of the commercial power source e and the common terminal 3 a of the
[0058]
The other end of the neon lamp 1 is connected to one end of the
[0059]
One end of the
[0060]
In the
[0061]
The
[0062]
The
[0063]
The operation of the
First, the
Next, when the common terminal 3a is connected to the
[0064]
If the value of the load current flowing through the lighting load L is a predetermined current value I MAX At this point, the
[0065]
After the amplitude of the load current flowing through the lighting load L reaches a peak value, a predetermined current value I MAX (Time t in FIG. 2) Three ), The
[0066]
In such an electronic switch, when the load current flowing through the illumination load L is large, the
[0067]
When turning off the illumination load L, the common terminal 3a may be manually connected to the
[0068]
Therefore, the
[0069]
In addition, when the load capacity of the lighting load L is large, a route is provided to close the
[0070]
In addition, since an excessive current is not supplied to the
[0071]
Furthermore, the
[0072]
In the above embodiment, as in the second embodiment, a rectifier circuit is provided between the secondary side of the transformer and the second opening / closing means, and the relay coil is changed from an AC compatible type to a DC. You may change to the corresponding type. In this way, it is easier to suppress the beat sound generated from the relay coil than when the relay coil is of an AC type. Moreover, compared with the case where a relay coil is an alternating current type, it is easy to make a relay coil small, and it is easy to make an electronic switch small. Further, a reference voltage setting circuit unit may be provided between the second opening / closing means and the relay coil as in the third embodiment.
[0073]
【The invention's effect】
In the first aspect of the invention, the first opening / closing means for opening / closing the bidirectional thyristor, the control unit for controlling opening / closing of the first opening / closing means, and the relay contact connected in parallel to the bidirectional thyristor. A pair, a relay coil for controlling opening and closing of the relay contact pair, a transformer having a part of a load line connected between the load and the bidirectional thyristor as a primary side, and a secondary side connected in series to the relay coil; And a second opening / closing means connected in series to the secondary side of the transformer and the relay coil and controlled to open / close together with the first opening / closing means by the control section, and the control section starts supplying power to the load. The first opening / closing means and the second opening / closing means are controlled to be closed when the relay coil detects that the current value of the bidirectional thyristor detected by the transformer is less than a predetermined current value. Open the control and When the current value of the bidirectional thyristor detected by the current is greater than or equal to the predetermined current value, the relay contact pair is controlled to be closed. Even if it does not change to a thing with large, it can close the relay contact pair and can prepare the path | route which sends load current other than a bidirectional thyristor. For this reason, it is not necessary to pass an excessive current through the bidirectional thyristor, and the bidirectional thyristor can be prevented from being thermally destroyed. Also, the relay contact pair closing control is performed when the bidirectional thyristor is on (conducting), so that the relay contact pair is not welded or consumed due to arcing, increasing the contact resistance value and shortening the service life. Can be suppressed. In addition, since an excessive current is not passed through the bidirectional thyristor, application of an inrush current to the bidirectional thyristor can be avoided.
[0074]
In the invention according to
[0075]
In the invention described in
[0076]
In the invention described in
[0077]
According to the fifth aspect of the invention, in addition to the effects of the first to fourth aspects of the invention, the electromagnet constituting the relay coil is a DC electromagnet, and the transformer is interposed between the relay coil and the secondary side of the transformer. Since the rectifier circuit unit that rectifies the alternating current excited on the secondary side of the relay and flows the direct current to the relay coil is provided, it is easy to suppress the beat sound generated from the relay coil. Moreover, compared with the case where a relay coil is an alternating current type, it is easy to make a relay coil small, and it is easy to make an electronic switch small.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating an electronic switch according to a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is a timing chart illustrating the operation described above.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an electronic switch according to a second embodiment of the invention.
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an electronic switch according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a reference voltage setting circuit unit according to the above.
FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an electronic switch according to a fourth embodiment of the invention.
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a conventional electronic switch.
[Explanation of symbols]
5 Bidirectional thyristor
11 First opening / closing means
12 Control unit
13 transformer
14 Second opening / closing means
15 Relay coil
16 Relay contact pair
17 Primary side
18 Secondary side
19 Rectifier circuit
20 Reference voltage setting circuit
I MAX Predetermined current value
L load (lighting load)
S Load line
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