JP5796172B2 - Two-wire load control device - Google Patents

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Description

本発明は、照明装置などの負荷のオン及びオフを制御するための２線式負荷制御装置に関する。   The present invention relates to a two-wire load control device for controlling on and off of a load such as a lighting device.

従来、トライアックなどの半導体スイッチ素子を用いた負荷制御装置が知られている。このような半導体スイッチ素子を用いた負荷制御装置のうち、２線式の負荷制御装置は、交流電源と負荷の間に直列に接続されるため、配線工事が簡単である。その反面、負荷がオフされているときでも半導体スイッチ素子や制御回路（ＣＰＵなど）を駆動するための電源を確保する必要がある。そのため、半導体スイッチ素子に並列に整流回路を接続し、負荷をオフするときでも、実際には負荷がオン又は誤動作しない程度の微弱電流を負荷に流し、整流された電流をバッファコンデンサに充電し、負荷がオフしているときの電源（オフ電源部）を確保している。また、負荷がオンしているときも、整流回路により整流された電流を用いて、負荷がオンしているときの電源（オン電源部）を確保している。（特許文献１参照）   Conventionally, a load control device using a semiconductor switch element such as a triac is known. Among such load control devices using semiconductor switch elements, the two-wire load control device is connected in series between the AC power source and the load, and therefore wiring work is simple. On the other hand, it is necessary to secure a power source for driving the semiconductor switch element and the control circuit (CPU or the like) even when the load is turned off. Therefore, even when a rectifier circuit is connected in parallel to the semiconductor switch element and the load is turned off, a weak current that does not actually turn on or malfunction is passed through the load, and the buffered capacitor is charged with the rectified current, The power supply when the load is off (off power supply unit) is secured. Further, even when the load is on, a power source (on power supply unit) when the load is on is secured using the current rectified by the rectifier circuit. (See Patent Document 1)

オフ電源部は、例えば電流を制限する抵抗と、電圧をクランプするツェナーダイオード（定電圧ダイオード）と、トランジスタなどで構成された定電圧回路（ブートストラップ回路）であり、整流回路により全波整流された脈流が入力される。オフ電源回路から出力される電流の一部は制御部に流れ、ＣＰＵなどを駆動するために用いられる。また、残りの電流は、バッファコンデンサを充電する。整流回路により全波整流された脈流の電圧がツェナー電圧よりも低いときは、バッファコンデンサが電源となるため、バッファコンデンサは充放電を繰り返す。そのため、上記のように本来負荷がオフの状態であっても、ツェナーダイオード及び整流回路を介して負荷に電流が流れる。   The off power supply unit is a constant voltage circuit (bootstrap circuit) composed of, for example, a resistor that limits current, a Zener diode (constant voltage diode) that clamps voltage, and a transistor, and is full-wave rectified by a rectifier circuit. The pulsating flow is input. Part of the current output from the off power supply circuit flows to the control unit and is used to drive the CPU and the like. The remaining current charges the buffer capacitor. When the voltage of the pulsating current rectified by the rectifier circuit is lower than the Zener voltage, the buffer capacitor is a power source, and therefore the buffer capacitor is repeatedly charged and discharged. Therefore, even when the load is originally off as described above, a current flows through the load via the Zener diode and the rectifier circuit.

一方、負荷をオンさせるには、例えば、制御部から半導体スイッチ素子のゲートに駆動信号を入力し、半導体スイッチ素子をオンさせる。それによって、整流回路の整流電圧がほぼ零になり、オン電源部及びオフ電源部が非導通となる。オン電源部及びオフ電源部が非導通の間、制御部にはバッファコンデンサから電力が供給され、バッファコンデンサの端子電圧が徐々に低下する。そして、交流電源の電流が零になると、自己消弧により半導体スイッチ素子が非導通になり、整流回路に電圧が発生する。このように、交流の１／２周期ごとに、負荷制御装置の自己回路電源確保、半導体スイッチ素子の導通／非導通動作が繰り返される。   On the other hand, in order to turn on the load, for example, a drive signal is input from the control unit to the gate of the semiconductor switch element to turn on the semiconductor switch element. As a result, the rectified voltage of the rectifier circuit becomes substantially zero, and the on power supply unit and the off power supply unit become non-conductive. While the on power supply unit and the off power supply unit are non-conducting, power is supplied to the control unit from the buffer capacitor, and the terminal voltage of the buffer capacitor gradually decreases. When the current of the AC power supply becomes zero, the semiconductor switch element becomes non-conductive due to self-extinguishing, and a voltage is generated in the rectifier circuit. Thus, the self-circuit power supply securing of the load control device and the conduction / non-conduction operation of the semiconductor switch element are repeated every half cycle of the alternating current.

トライアックなどの半導体スイッチ素子は、その導通及び非導通を制御するために必要な電力は比較的少ない。そのため、上記のようにバッファコンデンサに充電された電力によって半導体スイッチ素子を駆動することができる。その反面、半導体スイッチ素子によって流しうる負荷電流は比較的少なく、大電流を必要とする負荷には適していない。そのため、大電流を必要とする負荷のオン及びオフを制御するために、例えばラッチ式リレーなど、機械的に駆動される接点を備えたスイッチ素子の使用が考えられる。ところが、このような機械的な接点を導通及び非導通させるには、例えば電磁石装置などを駆動する必要があり、大きな電力が必要となる。スイッチ素子に関して、一般的に、流し得る電流が大きいほど、そのスイッチ素子を駆動するために必要な電力も大きくなる。この傾向は、半導体スイッチ素子についても当てはまる。   A semiconductor switch element such as a triac requires relatively little electric power to control its conduction and non-conduction. Therefore, the semiconductor switch element can be driven by the electric power charged in the buffer capacitor as described above. On the other hand, the load current that can be passed by the semiconductor switch element is relatively small, and is not suitable for a load that requires a large current. Therefore, in order to control on and off of a load that requires a large current, use of a switch element having a mechanically driven contact, such as a latch relay, can be considered. However, in order to turn on and off such a mechanical contact, for example, an electromagnet device or the like needs to be driven, and a large amount of power is required. Regarding a switch element, generally, the greater the current that can be passed, the greater the power required to drive the switch element. This tendency also applies to semiconductor switch elements.

例えば、半導体スイッチ素子に替えてラッチ式リレーを用いる場合、制御部を駆動するための電源とは別に、スイッチ素子を開閉駆動するための電源が必要となる。また、半導体スイッチ素子を用いていないので、上記オン電源部とは異なる別の構成のオン電源部が必要となる。また、半導体スイッチ素子を用いる場合も、制御部を駆動するための電源とは別に、スイッチ素子を開閉駆動するために、上記とは別の構成のオン電源部を用いた方が好ましい場合もある。具体的には、半導体スイッチ素子は交流電源の電流又は電圧が零のタイミングでは導通せず、若干遅れて導通する。そのため、半導体スイッチ素子が導通／非導通を繰り返すことにより、ノイズが発生する。ノイズの発生を抑制するために半導体スイッチ素子をゼロクロススイッチングさせるには、別にオン電源部を確保する必要がある。   For example, when a latch relay is used instead of the semiconductor switch element, a power source for opening and closing the switch element is required in addition to the power source for driving the control unit. In addition, since no semiconductor switch element is used, an on power supply unit having a different configuration from the on power supply unit is required. Also in the case of using a semiconductor switch element, it may be preferable to use an on-power supply unit having a configuration different from the above in order to open and close the switch element separately from the power source for driving the control unit. . Specifically, the semiconductor switch element does not conduct at the timing when the current or voltage of the AC power supply is zero, but conducts after a slight delay. For this reason, the semiconductor switch element repeats conduction / non-conduction to generate noise. In order to perform zero-crossing switching of the semiconductor switch element in order to suppress the generation of noise, it is necessary to separately secure an on power supply unit.

このような別の構成のオン電源部として、例えばスイッチ素子と交流電源との間に電流変成器を接続し、電流変成器の２次側から出力される電流を整流して、その直流電力をオン電源部とすることが考えられる。ところが、制御対象となる負荷が、例えば蛍光灯照明装置である場合、蛍光灯照明装置を点灯してから、この蛍光灯照明装置に流れる電流が安定するまで数秒から数十秒かかる。その間、オン電源部から出力される電力が不足し、制御部のＣＰＵが誤動作を起こす可能性がある。   As an on-power supply unit having such another configuration, for example, a current transformer is connected between the switch element and the AC power supply, the current output from the secondary side of the current transformer is rectified, and the DC power is An on-power supply unit can be considered. However, when the load to be controlled is, for example, a fluorescent lamp illumination device, it takes several seconds to several tens of seconds until the current flowing through the fluorescent lamp illumination device is stabilized after the fluorescent lamp illumination device is turned on. During this time, the power output from the on-power supply unit is insufficient, and the CPU of the control unit may malfunction.

特開２００８−９７５３５号公報JP 2008-97535 A

本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、蛍光灯照明装置など、負荷電流が安定するのに時間がかかる負荷が接続された場合でも、制御部の誤動作を防止することが可能な２線式負荷制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the conventional example, and prevents malfunction of the control unit even when a load such as a fluorescent lamp lighting device that takes time to stabilize the load current is connected. It is an object of the present invention to provide a two-wire load control device that can do this.

上記目的を達成するために本発明に係る２線式負荷制御装置は、
交流電源及び負荷にそれぞれ接続される２つの入力端子と、
前記２つの入力端子の間に接続されたスイッチ素子及び電流変成器の直列回路と、
前記スイッチ素子の開閉部の両端に並列に接続され、前記交流電源から前記負荷を介して流れる交流電流を用いて、前記スイッチ素子が非導通状態のときの直流電力を出力するオフ電源部と、
前記電流変成器の２次側に接続され、前記電流変成器の２次側に流れる交流電流を用いて、前記スイッチ素子が導通状態のときの直流電力を出力するオン電源部と、
前記オフ電源部及び前記オン電源部から出力される直流電力によって駆動され、外部から入力される操作情報に基づいて、前記スイッチ素子の導通及び非導通を制御する制御部と、
前記オフ電源部又は前記オン電源部と前記制御部の間に設けられ、前記スイッチ素子が非導通状態から導通状態に切り替えられる際に、前記制御部に直流電力を供給する補助電源部を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a two-wire load control device according to the present invention includes:
Two input terminals respectively connected to an AC power source and a load;
A series circuit of a switch element and a current transformer connected between the two input terminals;
An off power supply unit connected in parallel to both ends of the switching unit of the switch element and outputting DC power when the switch element is in a non-conductive state using an AC current flowing from the AC power source through the load; and
An on-power supply unit that is connected to the secondary side of the current transformer and outputs DC power when the switch element is in a conductive state using an alternating current that flows to the secondary side of the current transformer;
A control unit that is driven by DC power output from the off power supply unit and the on power supply unit, and controls conduction and non-conduction of the switch element based on operation information input from the outside;
Provided between the off power supply unit or the on power supply unit and the control unit, and includes an auxiliary power supply unit that supplies DC power to the control unit when the switch element is switched from a non-conduction state to a conduction state It is characterized by that.

前記スイッチ素子は、非導通状態から導通状態に切り替えられる際に、前記開閉部の端子間電圧がほぼ０Ｖであることが好ましい。   When the switch element is switched from the non-conductive state to the conductive state, it is preferable that the voltage between the terminals of the open / close portion is approximately 0V.

前記制御部は、駆動電圧の異なる複数の制御回路を備え、
前記オフ電源部及び前記オン電源部は、それぞれ前記複数の制御回路の駆動電圧に対応する複数の電圧系統を有し、
前記補助電源部は、前記複数の電圧系統のうち、少なくとも１つに設けることが好ましい。 The control unit includes a plurality of control circuits having different drive voltages,
The off power supply unit and the on power supply unit each have a plurality of voltage systems corresponding to drive voltages of the plurality of control circuits,
The auxiliary power supply unit is preferably provided in at least one of the plurality of voltage systems.

また、前記複数の電圧系統のうち、駆動電圧の高い方の電圧系統から低い方の電圧系統に電力を供給するためのバイパス回路を設けたことが好ましい。   In addition, it is preferable that a bypass circuit for supplying power from a voltage system having a higher driving voltage to a voltage system having a lower driving voltage among the plurality of voltage systems is provided.

また、前記補助電源部は、前記オフ電源部又は前記オン電源部から出力される直流電力によって受電される蓄電素子を有することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the auxiliary power supply unit includes a power storage element that is received by DC power output from the off power supply unit or the on power supply unit.

上記構成によれば、スイッチ素子を非導通状態から導通状態に切り替える際に、電流変成器や負荷の応答性に起因してオフ電源部とオン電源部の切替のタイムラグにより、電力不足が生じたとしても、補助電源部から供給される直流電力によって不足分が補充される。その結果、制御部のＣＰＵなどを駆動するために十分な電力が供給され、制御部の誤動作が防止される。   According to the above configuration, when switching the switching element from the non-conducting state to the conducting state, power shortage occurred due to the time lag of switching between the off power supply unit and the on power supply unit due to the response of the current transformer and the load. However, the shortage is replenished by the DC power supplied from the auxiliary power supply unit. As a result, sufficient power is supplied to drive the CPU of the control unit and the like, and malfunction of the control unit is prevented.

本発明の一実施形態に係る２線式負荷制御装置の基本構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a basic configuration of a two-wire load control device according to an embodiment of the present invention. 上記２線式負荷制御装置の具体的構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the specific structure of the said 2-wire type load control apparatus. 上記２線式負荷制御装置のスイッチ素子を非導通状態から導通状態に切り替えるときの、２線式負荷制御装置の各部の電圧波形を示す図。The figure which shows the voltage waveform of each part of a 2-wire type load control apparatus when switching the switch element of the said 2-wire type load control apparatus from a non-conduction state to a conduction | electrical_connection state. 上記２線式負荷制御装置の変形例の構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the structure of the modification of the said 2-wire type load control apparatus.

本発明の一実施形態に係る２線式負荷制御装置について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る２線式負荷制御装置１の基本的なブロック構成を示し、図２は具体的な回路構成を示す。この２線式負荷制御装置１は、交流電源２及び負荷３にそれぞれ接続される２つの入力端子１１ａ，１１ｂと、２つの入力端子１１ａ，１１ｂの間に接続されたスイッチ素子１２及び電流変成器１３の直列回路を備えている。スイッチ素子１２は、トライアックなどの半導体スイッチ素子であってもよいし、ラッチ式リレーなどの機械的に駆動される接点を備えたスイッチ素子であってもよい。   A two-wire load control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a basic block configuration of a two-wire load control apparatus 1 according to this embodiment, and FIG. 2 shows a specific circuit configuration. The two-wire load control device 1 includes two input terminals 11a and 11b connected to an AC power supply 2 and a load 3, respectively, and a switch element 12 and a current transformer connected between the two input terminals 11a and 11b. 13 series circuits are provided. The switch element 12 may be a semiconductor switch element such as a triac, or may be a switch element having a mechanically driven contact such as a latch relay.

スイッチ素子１２の開閉部の両端子１２ａ，１２ｂには、交流電源２から負荷３を介して流れる交流電流を用いて、スイッチ素子１２が非導通状態のときの直流電力を出力するオフ電源部１４が接続されている。より具体的には、スイッチ素子１２の開閉部の両端子１２ａ，１２ｂには、ダイオードブリッジなどで構成され、交流電源２から負荷３を介して流れる交流電流を直流電流（脈流）に変換する第１整流回路１５が並列に接続されている。第１整流回路１５には、例えば、電流を制限する抵抗と、電圧をクランプするツェナーダイオード（定電圧ダイオード）と、トランジスタなどで構成された定電圧回路（ブートストラップ回路）１６が接続されている。これら第１整流回路１５と、定電圧回路１６とでオフ電源部１４を構成する。図２に示す回路構成では、オフ電源部１４は、例えば駆動電圧が２４Vの高電圧系統と、駆動電圧が１２Vの低電圧系統の、２つの電圧系統を有している。   An off-power supply unit 14 that outputs DC power when the switch element 12 is in a non-conducting state to both terminals 12a and 12b of the opening / closing unit of the switch element 12 using an AC current flowing from the AC power supply 2 via the load 3 Is connected. More specifically, both terminals 12a and 12b of the opening / closing portion of the switch element 12 are configured by diode bridges or the like, and convert an alternating current flowing from the alternating current power supply 2 through the load 3 into a direct current (pulsating flow). The first rectifier circuit 15 is connected in parallel. For example, a resistor that limits current, a Zener diode (constant voltage diode) that clamps a voltage, and a constant voltage circuit (bootstrap circuit) 16 that includes transistors are connected to the first rectifier circuit 15. . The first rectifier circuit 15 and the constant voltage circuit 16 constitute an off power supply unit 14. In the circuit configuration shown in FIG. 2, the off power supply unit 14 has two voltage systems, for example, a high voltage system with a drive voltage of 24V and a low voltage system with a drive voltage of 12V.

一方、電流変成器１３の２次側には、電流変成器１３の２次側に流れる交流電流を用いて、スイッチ素子１２が導通状態のときの直流電力を出力するオン電源部１７が接続されている。より具体的には、ダイオードブリッジなどで構成され、交流電源２から負荷３を介して流れる交流電流を直流電流（脈流）に変換する第２整流回路１８が接続されている。第２整流回路１８には、コンデンサ及びツェナーダイオードなどで構成された定電圧回路１９が接続されている。オン電源部１７も、例えば駆動電圧が２４Vの高電圧系統と、駆動電圧が１２Vの低電圧系統の、２つの電圧系統を有している。オフ電源部１４の高電圧系統の出力端子とオン電源部１７の高電圧系統の出力端子は、それぞれ逆流防止用のダイオードを介して接続されている。同様に、オフ電源部１４の低電圧系統の出力端子とオン電源部１７の低電圧系統の出力端子は、それぞれ逆流防止用のダイオードを介して接続されている。   On the other hand, on the secondary side of the current transformer 13, an on power supply unit 17 that outputs DC power when the switch element 12 is in a conductive state is connected using an alternating current flowing in the secondary side of the current transformer 13. ing. More specifically, a second rectifier circuit 18 configured by a diode bridge or the like and converting an alternating current flowing from the alternating current power supply 2 via the load 3 into a direct current (pulsating flow) is connected. The second rectifier circuit 18 is connected to a constant voltage circuit 19 composed of a capacitor and a Zener diode. The on power supply unit 17 also has two voltage systems, for example, a high voltage system with a drive voltage of 24V and a low voltage system with a drive voltage of 12V. The output terminal of the high voltage system of the off power supply unit 14 and the output terminal of the high voltage system of the on power supply unit 17 are connected to each other via a backflow prevention diode. Similarly, the output terminal of the low voltage system of the off power supply unit 14 and the output terminal of the low voltage system of the on power supply unit 17 are connected to each other through a backflow preventing diode.

制御部２０は、例えば壁面に設けられた操作ハンドルやリモコン装置などの入力部２５をユーザが操作したときに、その操作情報に応じてスイッチ素子１２の導通及び非導通を制御する。制御部２０は、例えばＣＰＵなどで構成され、低電圧（例えば３Ｖ）で駆動される第１制御部２１と、高電圧（例えば２４Ｖ）で駆動される第２制御部２２を備えている。第１制御部２１は、レギュレータを介して、オフ電源部１４及びオン電源部１７の低電圧系統の出力端子に接続されている。レギュレータは、低電圧系統の駆動電圧１２Ｖをさらに低電圧の３Ｖに降圧させるためのものである。第２制御部２２は、スイッチ素子１２が、例えばラッチ式リレーである場合に、電磁石装置などを駆動するための大電力を出力する。   For example, when the user operates an input unit 25 such as an operation handle or a remote control device provided on the wall surface, the control unit 20 controls conduction and non-conduction of the switch element 12 according to the operation information. The control unit 20 includes, for example, a CPU and includes a first control unit 21 that is driven at a low voltage (for example, 3V) and a second control unit 22 that is driven at a high voltage (for example, 24V). The first control unit 21 is connected to output terminals of the low voltage system of the off power supply unit 14 and the on power supply unit 17 through a regulator. The regulator is for stepping down the drive voltage 12V of the low voltage system to a lower voltage of 3V. The second control unit 22 outputs large power for driving an electromagnet device or the like when the switch element 12 is, for example, a latch relay.

さらに、レギュレータを介して、オフ電源部１４及びオン電源部１７の低電圧系統の出力端子と第１制御部２１の間には、ＣＰＵ動作用の補助電源部２３が接続されている。また、オフ電源部１４及びオン電源部１７の高電圧系統の出力端子と第２制御部２２の間には、スイッチ素子１２の接点開閉用の補助電源部２４が接続されている。ＣＰＵ動作用の補助電源部２３及び接点開閉用の補助電源部２４は、いずれも、バッファコンデンサなどで構成されている。   Further, an auxiliary power supply unit 23 for operating the CPU is connected between the output terminals of the low voltage system of the off power supply unit 14 and the on power supply unit 17 and the first control unit 21 via a regulator. Further, an auxiliary power supply unit 24 for switching the contact of the switch element 12 is connected between the output terminals of the high voltage system of the off power supply unit 14 and the on power supply unit 17 and the second control unit 22. Each of the auxiliary power supply unit 23 for operating the CPU and the auxiliary power supply unit 24 for opening and closing the contacts is composed of a buffer capacitor or the like.

次に、本実施形態に係る負荷制御装置１の動作について説明する。はじめに、スイッチ素子１２が非導通であり、負荷３はオフ状態であるとする。スイッチ素子１２の開閉部の両端子１２ａ，１２ｂには、第１整流回路１５が接続されているので、スイッチ素子１２が非導通であったとしても、交流電源２、負荷３、第１整流回路１５の直列回路には微弱な電流が流れる。このときの電流は、負荷３が誤動作しない程度の微小電流であり、オフ電源部１４のインピーダンスが高くなるように設定されている。第１整流回路１５から全波整流された脈流が入力されると、ツェナーダイオードのツェナー電圧により、オフ電源部１４からの出力の電圧波形は略台形状となる。オフ電源部１４から出力される電流の一部はレギュレータによって降圧され、第１制御部２１に供給される。それと平行して、補助電源部２３のバッファコンデンサを充電する。第１整流回路１５により全波整流された脈流の電圧がツェナー電圧よりも低いときは、補助電源部２３のバッファコンデンサが電源となって、レギュレータを介して第１制御部２１に電力を供給する。そのため、負荷３がオフ状態のとき、補助電源部２３のバッファコンデンサは充放電を繰り返す。同様に、オフ電源部１４から出力される電流の一部は、第２制御部２２に供給されると共に、それと平行して、補助電源部２４のバッファコンデンサを充電する。   Next, the operation of the load control device 1 according to this embodiment will be described. First, it is assumed that the switch element 12 is non-conductive and the load 3 is in an off state. Since the first rectifier circuit 15 is connected to both terminals 12a and 12b of the opening / closing portion of the switch element 12, even if the switch element 12 is non-conductive, the AC power supply 2, the load 3, and the first rectifier circuit A weak current flows through the 15 series circuits. The current at this time is a minute current that does not cause the load 3 to malfunction, and is set so that the impedance of the off-power supply unit 14 becomes high. When a full-wave rectified pulsating current is input from the first rectifier circuit 15, the voltage waveform of the output from the off power supply unit 14 becomes substantially trapezoidal due to the Zener voltage of the Zener diode. Part of the current output from the off power supply unit 14 is stepped down by the regulator and supplied to the first control unit 21. In parallel with this, the buffer capacitor of the auxiliary power supply unit 23 is charged. When the voltage of the pulsating current rectified by the first rectifier circuit 15 is lower than the Zener voltage, the buffer capacitor of the auxiliary power supply unit 23 becomes a power source and supplies power to the first control unit 21 via the regulator. To do. Therefore, when the load 3 is in the off state, the buffer capacitor of the auxiliary power supply unit 23 is repeatedly charged and discharged. Similarly, a part of the current output from the off power supply unit 14 is supplied to the second control unit 22 and, in parallel, charges the buffer capacitor of the auxiliary power supply unit 24.

入力部２５から負荷３をオンさせる操作情報が入力されると、第２制御部２２は、スイッチ素子１２を非導通状態から導通状態に切り替えるために、駆動電力を出力する。この駆動電力は、例えば補助電源部２４のバッファコンデンサを放電することによって賄われる。   When the operation information for turning on the load 3 is input from the input unit 25, the second control unit 22 outputs drive power in order to switch the switch element 12 from the non-conductive state to the conductive state. This driving power is provided, for example, by discharging the buffer capacitor of the auxiliary power supply unit 24.

図３は、スイッチ素子１２を非導通状態から導通状態に切り替えるときの、各部の電圧波形を示す。図３に示すように、交流電源２からは、正弦波が連続して出力されているものとする。スイッチ素子１２が非導通状態のとき、スイッチ素子１２の開閉部の両端子１２ａ，１２ｂの間の電圧は、交流電源２の電圧と同様に正弦波状に変化する。一方、スイッチ素子１２が導通すると、スイッチ素子１２の開閉部の両端子１２ａ，１２ｂの間が短絡され、その電圧は０Ｖになる。スイッチ素子１２の開閉部の両端子１２ａ，１２ｂの間が短絡されると、第１整流回路１５には電流が流れなくなるので、オフ電源部１４からの出力電力はほぼ０になる。スイッチ素子１２の開閉部の両端子１２ａ，１２ｂの間のインピーダンスは、オフ電源部１４のインピーダンスよりも遙かに小さいので、負荷３には、オフ状態で流れていた微弱電流よりも十分に大きな電流が流れ始める。   FIG. 3 shows voltage waveforms at various parts when the switch element 12 is switched from the non-conductive state to the conductive state. As shown in FIG. 3, it is assumed that a sine wave is continuously output from the AC power supply 2. When the switch element 12 is in a non-conducting state, the voltage between both terminals 12a and 12b of the opening / closing part of the switch element 12 changes in a sine wave like the voltage of the AC power supply 2. On the other hand, when the switch element 12 becomes conductive, the terminals 12a and 12b of the opening / closing part of the switch element 12 are short-circuited, and the voltage becomes 0V. When the two terminals 12a and 12b of the opening / closing part of the switch element 12 are short-circuited, no current flows through the first rectifier circuit 15, so that the output power from the off-power supply part 14 becomes almost zero. Since the impedance between both terminals 12a and 12b of the opening / closing part of the switch element 12 is much smaller than the impedance of the off power supply part 14, the load 3 is sufficiently larger than the weak current flowing in the off state. Current begins to flow.

負荷３に負荷電流が流れ始めると、電流変成器１３の２次側に流れる電流も増加し、第２整流回路１８により整流され、コンデンサ及びツェナーダイオードによって平滑化された直流電力が、オン電源部１７から出力される。ところが、前述のように、蛍光灯照明装置などの場合、負荷３をオンしても、負荷電流が安定するまでに一定のタイムラグが必要である。そのため、このタイムラグの間、オン電源部１７から出力される直流電力は不安定であり、特にスイッチ素子１２が導通した直後は、オン電源部１７から出力される直流電力が第１制御部２１のＣＰＵを駆動するのに十分でない場合もあり得る。しかしながら、本実施形態の構成によれば、オフ電源部１４から直流電力が出力されなくなると、補助電源部２３のバッファコンデンサに充電された電荷が放電され、オン電源部１７から出力される直流電力の不足分を補う（図３の第２制御部入力電力におけるハッチング部分参照）。そのため、第１制御部２１に供給される直流電力が安定し、第１制御部２１のＣＰＵの誤動作は生じない。   When the load current starts to flow through the load 3, the current flowing to the secondary side of the current transformer 13 also increases, and the DC power rectified by the second rectifier circuit 18 and smoothed by the capacitor and the Zener diode is turned on. 17 is output. However, as described above, in the case of a fluorescent lamp illumination device or the like, even if the load 3 is turned on, a certain time lag is required until the load current is stabilized. Therefore, during this time lag, the DC power output from the on-power supply unit 17 is unstable. In particular, immediately after the switch element 12 is turned on, the DC power output from the on-power supply unit 17 is It may not be enough to drive the CPU. However, according to the configuration of the present embodiment, when the DC power is not output from the off power supply unit 14, the charge charged in the buffer capacitor of the auxiliary power supply unit 23 is discharged, and the DC power output from the on power supply unit 17. (See the hatched portion in the second control unit input power in FIG. 3). Therefore, the DC power supplied to the first control unit 21 is stabilized, and the malfunction of the CPU of the first control unit 21 does not occur.

なお、本発明は上記実施形態の説明に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。図４は、本実施形態に係る２線式負荷制御装置１の変形例の構成を示す。例えば、第１制御部２１がリモコン装置からの信号を受信するための無線信号受信回路を含んでいるとすると、無線信号受信回路は、負荷３オン又はオフに拘わらず、常時リモコン装置からの無線信号を受信する態勢にある。このように、低電圧系統側に接続された回路での消費電力が大きい場合、補助電源部２３のバッファコンデンサからの放電が速く、且つ、補助電源部２３のバッファコンデンサへの充電が遅くなり、直流電力が不安定になる。   In addition, this invention is not limited to description of the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. FIG. 4 shows a configuration of a modified example of the two-wire load control apparatus 1 according to the present embodiment. For example, if the first control unit 21 includes a wireless signal receiving circuit for receiving a signal from the remote control device, the wireless signal receiving circuit is always wireless from the remote control device regardless of whether the load 3 is on or off. Ready to receive signals. Thus, when the power consumption in the circuit connected to the low voltage system side is large, discharging from the buffer capacitor of the auxiliary power supply unit 23 is fast, and charging to the buffer capacitor of the auxiliary power supply unit 23 is slow, DC power becomes unstable.

図２と図４を比較して、図４に示す変形例では、駆動電圧が２４Ｖの高電圧系統と駆動電圧が１２Ｖの低電圧系統の間にツェナーダイオード２６をバイパス回路として接続し、低電圧系統側に接続された補助電源部２３のバッファコンデンサを高電圧系統側から充電可能にしている。このように、高電圧系統から低電圧系統の補助電源部２３のバッファコンデンサへ充電することにより、バッファコンデンサの充電速度を速くして、直流電力を安定させることができる。   4 and FIG. 4, in the modified example shown in FIG. 4, a Zener diode 26 is connected as a bypass circuit between a high voltage system with a drive voltage of 24V and a low voltage system with a drive voltage of 12V. The buffer capacitor of the auxiliary power supply unit 23 connected to the system side can be charged from the high voltage system side. Thus, by charging the buffer capacitor of the auxiliary power supply unit 23 of the low voltage system from the high voltage system, the charging speed of the buffer capacitor can be increased and the DC power can be stabilized.

また、上記実施形態では、スイッチ素子１２としてラッチ式リレーを例示したが、スイッチ素子１２はこれに限定されるものではなく、トライアックなどの半導体スイッチ素子であってもよい。例えば、スイッチ素子１２の入力側に交流電源２の電圧の位相を検出する回路を設け、交流電源２の電圧が０Ｖになった時点でスイッチ素子１２を導通させるようにしてもよい（ゼロクロススイッチング）。半導体スイッチ素子をゼロクロススイッチングすることにより、半導体スイッチ素子が導通／非導通を繰り返すことにより発生するノイズを抑制することができる。また、ラッチ式リレー及びゼロクロススイッチングされた半導体スイッチ素子は、いずれも非導通状態から導通状態に切り替えられる際に、開閉部の端子間電圧がほぼ０Ｖである。   In the above embodiment, the latch relay is illustrated as the switch element 12, but the switch element 12 is not limited to this, and may be a semiconductor switch element such as a triac. For example, a circuit for detecting the phase of the voltage of the AC power supply 2 may be provided on the input side of the switch element 12, and the switch element 12 may be turned on when the voltage of the AC power supply 2 becomes 0V (zero cross switching). . By performing zero-cross switching of the semiconductor switch element, it is possible to suppress noise generated when the semiconductor switch element repeats conduction / non-conduction. Further, the latch-type relay and the zero-cross-switched semiconductor switch element each have a voltage between the terminals of the open / close section of approximately 0 V when switched from the non-conductive state to the conductive state.

また、上記実施形態では、補助電源部２３としてバッファコンデンサ（蓄電素子）を用いたが、補助電源部はこれに限定されるものではなく、充電可能な二次電池を用いてもよい。その場合、バッファコンデンサを用いた場合と同様に、電池の交換が不要になる。   Moreover, in the said embodiment, although the buffer capacitor (electric storage element) was used as the auxiliary power supply part 23, an auxiliary power supply part is not limited to this, You may use the secondary battery which can be charged. In that case, it is not necessary to replace the battery as in the case of using a buffer capacitor.

１ ２線式負荷制御装置
２ 交流電源
３ 負荷
１１ａ，１１ｂ 入力端子
１２ スイッチ素子
１３ 電流変成器
１４ オフ電源部
１５ 第１整流回路
１６ 定電圧回路
１７ オン電源部
１８ 第２整流回路
１９ 定電圧回路
２０ 制御部
２１ 第１制御部
２２ 第２制御部
２３ ＣＰＵ動作用の補助電源部
２４ 接点開閉用の補助電源部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 2 wire type load control apparatus 2 AC power supply 3 Load 11a, 11b Input terminal 12 Switch element 13 Current transformer 14 Off power supply part 15 1st rectifier circuit 16 Constant voltage circuit 17 On power supply part 18 2nd rectifier circuit 19 Constant voltage circuit DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Control part 21 1st control part 22 2nd control part 23 Auxiliary power supply part for CPU operation 24 Auxiliary power supply part for contact opening / closing

Claims (5)

交流電源及び負荷にそれぞれ接続される２つの入力端子と、
前記２つの入力端子の間に接続されたスイッチ素子及び電流変成器の直列回路と、
前記スイッチ素子の開閉部の両端に並列に接続され、前記交流電源から前記負荷を介して流れる交流電流を用いて、前記スイッチ素子が非導通状態のときの直流電力を出力するオフ電源部と、
前記電流変成器の２次側に接続され、前記電流変成器の２次側に流れる交流電流を用いて、前記スイッチ素子が導通状態のときの直流電力を出力するオン電源部と、
前記オフ電源部及び前記オン電源部から出力される直流電力によって駆動され、外部から入力される操作情報に基づいて、前記スイッチ素子の導通及び非導通を制御する制御部と、
前記オフ電源部又は前記オン電源部と前記制御部の間に設けられ、前記スイッチ素子が非導通状態から導通状態に切り替えられる際に、前記制御部に直流電力を供給する補助電源部を備えたことを特徴とする２線式負荷制御装置。 Two input terminals respectively connected to an AC power source and a load;
A series circuit of a switch element and a current transformer connected between the two input terminals;
An off power supply unit connected in parallel to both ends of the switching unit of the switch element and outputting DC power when the switch element is in a non-conductive state using an AC current flowing from the AC power source through the load; and
An on-power supply unit that is connected to the secondary side of the current transformer and outputs DC power when the switch element is in a conductive state using an alternating current that flows to the secondary side of the current transformer;
A control unit that is driven by DC power output from the off power supply unit and the on power supply unit, and controls conduction and non-conduction of the switch element based on operation information input from the outside;
Provided between the off power supply unit or the on power supply unit and the control unit, and includes an auxiliary power supply unit that supplies DC power to the control unit when the switch element is switched from a non-conduction state to a conduction state A two-wire load control device. 前記スイッチ素子は、非導通状態から導通状態に切り替えられる際に、前記開閉部の端子間電圧がほぼ０Ｖであることを特徴とする請求項１に記載の２線式負荷制御装置。   2. The two-wire load control device according to claim 1, wherein when the switch element is switched from a non-conducting state to a conducting state, a voltage between the terminals of the switching unit is approximately 0V. 前記制御部は、駆動電圧の異なる複数の制御回路を備え、
前記オフ電源部及び前記オン電源部は、それぞれ前記複数の制御回路の駆動電圧に対応する複数の電圧系統を有し、
前記補助電源部は、前記複数の電圧系統のうち、少なくとも１つに設けることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の２線式負荷制御装置。 The control unit includes a plurality of control circuits having different drive voltages,
The off power supply unit and the on power supply unit each have a plurality of voltage systems corresponding to drive voltages of the plurality of control circuits,
The two-wire load control device according to claim 1, wherein the auxiliary power supply unit is provided in at least one of the plurality of voltage systems. 前記複数の電圧系統のうち、駆動電圧の高い方の電圧系統から低い方の電圧系統に電力を供給するためのバイパス回路を設けたことを特徴とする請求項３に記載の２線式負荷制御装置。   4. The two-wire load control according to claim 3, further comprising a bypass circuit for supplying electric power from a voltage system having a higher driving voltage to a voltage system having a lower driving voltage among the plurality of voltage systems. apparatus. 前記補助電源部は、前記オフ電源部又は前記オン電源部から出力される直流電力によって受電される蓄電素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の２線式負荷制御装置。   5. The storage device according to claim 1, wherein the auxiliary power supply unit is a power storage element that is received by DC power output from the off power supply unit or the on power supply unit. Linear load control device.
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