JPS6337522A

JPS6337522A - 制御回路

Info

Publication number: JPS6337522A
Application number: JP61176533A
Authority: JP
Inventors: ドナルド　ウイルバー　メイル
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1985-07-26
Filing date: 1986-07-25
Publication date: 1988-02-18
Also published as: KR900004249B1; KR870001502A; US4650986A; CA1274582A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕この発明は電気的制御装置に、特に、電気的制御装置用
の回路に関し、この回路への電力供給の順序（シーケン
ス）に応じて制御装置を異なる状態に置くように働く回
路に関する。

〔発明の背景〕

照明や他の電気機器の制御に受動的赤外線（ＩＲ）検出
器が用いられている。ＩＲ検出器はある領域内における
赤外線（熱）の変化を検出し、電気機器を付勢して、浸
入警報器から警報を発生させるようなものである。典型
的な例では、熱（温度）の変化は検出領域内に人が入っ
たり、その中で動いたシすることによって生じる。この
ような検出器を備えた回路を用いると、電気機器を所定
の時間ターンオン状態に維持しておき、その後、赤外線
パタンにそれ以上の変化が生じなければ、機器をターン
オフさせるように構成できる。

この種の回路は、昭和６１年３月２０日付の特願昭６１
−６３８３０号明細書に開示されている。この回路は中
央位置を有する単極双投スイッチを備えている。スイッ
チは典型的にはＩＲ検出器電子回路を収容している容器
内に設けられている。このスイッチは電気機器を非動作
状態にするように動作できることに加えて、回路の２つ
の動作モード、即ち、（１）　Ｉ　Ｒ検出器が電気機器
を制御する自動モードと（２）常時オンモードの中の１
つを選択する機能を持っている。

建物にハードワイヤされた機器、例えば電灯（ライト）
などを制御するために、この種のＩＲ検出回路を用いる
ことが望ましいことがある。ここで「ハードワイヤされ
た」という用語は、既存の装置のライトとその取付具及
びスイッチや導体が既に、建物に取付けられているとい
うことを意味する。このようなライトには、例えば、戸
外のポーチに取付けたライト等がある。このようなハー
ドワイヤされたライトの典型的なものは、屋内に設けた
単極単投壁スィッチや、２個の３路スイツチなどで制御
される。

ＪＲ装置をハードワイヤされたポーチライトに付加する
だけなら、モード制御スイッチは建物の外に位置するこ
とになり、従って、既存の壁スィッチは単にＩＲ装置回
路をターンオン、ターンオフするだけで、モード制御は
行わないことになってしまう。従って、前述した自動モ
ードと常時オンモードの切換を行う単蓮双投スイッチを
作動させようとすると、建物の外へ出て行かねばならな
い。

壁スィッチにかえてモード制御スイッチを使うことによ
シハードワイヤされたライトを改造するには、壁スィッ
チと屋外のライトの間に新しく配線する必要が生じる。

３路（スリーウェイ）型回路でハードワイヤされている
ライトの場合は、配線の変更は実際的ではない。

この発明は、建物に設けられている既存のスイッチと配
線によりオンオフ制御とモード制御の両方を行うことの
できる改良型電気制御器あるいは制御回路を提供するも
のである。

〔発明の概要〕

この発明による回路は、電源からの外部の機器に対する
電力供給を制御するための手動外部スイッチと共に用い
るものである。この外部スイッチと機器とは、相互に直
列に、かつ回路内のスイッチに対しても直列に回路の端
子によって接続されている。この回路は、（ａ）入力に
加えられる各信号に応答して、上記回路内スイッチを閉
成するように動作して直列接続された外部スイッチと回
路内スイッチとを通して機器に対して電力供給が行われ
てこの機器を付勢する制御手段と（ｂ）外部からの各刺
激に応答して、上記信号を上記制御手段の入力に供給す
る感知手段と、（Ｃ）外部スイッチの閉成に応答して第
１のモードで動作し、更に、その後の所定期間内に上記
外部スイッチが開放され次いで再閉成されることに応答
して第２のモードで動作するモード選択手段とを備えて
いる。このモード選択手段は、第１と第２のモードの一
方で動作する時、上記信号が制御手段入力に供給されな
いように働き、その後、外部スイッチが閉成され続けて
いる間、他方のモードで動作して、信号を制御手段入力
に供給するようＶＣｆＩＪ＜。

このような構成により、ノ１−ドワイヤされた方式のス
イッチを、外部機器（例えばライト）のオンオフ制御の
みならず、第１のモード（例えば、ＩＲ感知手段の制御
下）でライトのターンオン、ターンオフを行うのか、第
２のモードで（例えば、ハードワイヤされた外部スイッ
チの制御下で）ライトのターンオン、ターンオフ全行う
のかを選択するために用いることができる。

〔詳細な説明〕

第１図を参照すると、赤外線作動型機器スイッチ回路１
００は、入射する赤外線（ＩＲ）に応動するセンサ１ｏ
を備えている。センサ１０は赤外線検出回路１２に接続
されており、この赤外線検出回路１２はセンサ１０によ
って検出された赤外線の変化に応答し、この変化が検出
されると出力信号を発生する。

この回路１２は、赤外線の比較的遅い変化、例えば、セ
ンサｌＯの領域が太陽によって暖められることによる変
化ではなく、比較的速い変化、例えば、センサｌＯの領
域に人が入って来たことによる変化に応答するように設
計されている。当業者には明らかであるが、検出回路１
２としては、種々の回路の中の任意のものを用いること
ができる。その１つが前述の特願昭６１−６３８３０号
に示されている。

検出回路１２の出力信号は検出された赤外線の急な変化
を表わすもので、タイマ回路１４をトリガする。タイマ
回路１４は検出回路１２から信号を受けると、所定の時
間にわたって高レベルの出力信号を発生する。タイマ回
路１４の出力は、２人力ＮＡＮＤり°−ト１８の一方の
入力端子１６に供給される。即ち、センサｌＯ１検出回
路１２及びタイマ回路１４は、以下に述べるようにして
、ＮＡＮＤゲート１８の入力１６に入力信号を供給する
。

例えば、家屋内の電気回路１１０の制御用として赤外線
ライトスイッチ１００を使うことができる。

この場合、１２０Ｖの交流が屋内回路の端子１１２と１
１４の間に供給されている。端子１１２は壁スィッチＳ
ＷＩに接続されており、スイッチＳＷＩの他方の端子は
電源端子２０に接続されている。端子１１４には、ライ
）　１１６の一方のリードが接続されており、ライトの
他方のリードは電源端子２２に接続されている。スイッ
チＳＷＩとライト１１６とは、回路ｌ○０の外部にある
。

赤外線スイッチを使用していない回路１１０のような従
来の家庭用電気回路においては、電源端子２０と２２は
直列に接続されて、スイッチＳＷＩがライト１１６を直
接制御する。赤外線スイッチ１００をこの家庭用回路１
１０に対し、第１図に示すように端子２０と２２で接続
すると、赤外線スイッチ１００の内部スイッチがスイッ
チＳＷＩと直列に入り、従って、ライ）　１１６を点灯
するためには、これら２つのスイッチが双方共導通状態
をとらねばならない０キャパシタＣ１が端子２０と２２の間に接続されている
。ＲＦフィルタ用インダクタＬ１とサーマル回路ブレー
カＨ１が端子２ｏと回路点２４の間に直列に接続されて
いる。回路点２４と端子２２との間に低電圧電源２６が
接続されており、出力端子２日に、端子２２における回
路接地点に対して低い正電圧（＋８．２Ｖ）を供給して
いる。

回路１００内では、前述した内部スイッチ（トライアッ
クＱｌ）の一方の導通端子、即ち主端子が回路点２４に
接続されており、他方の導通端子は端子２２における装
置接地点に接続されている。トライアックＱ１は回路ブ
レーカＨ１と共にヒートシンク（図示せず）上に取付け
られている。ヒートシンクは、トライアックＱ１の最大
規格電流以上の電流が流れる前にサーマル回路ブレーカ
Ｈ１が作動するように構成されている。

回路１００内において、以下説明する手段が信号制御下
で内部スイッチＱ１を閉じるように作動する。以下間ら
かにするように、この信号はタイマ１４の出力又はモー
ド制御回路手段２００から得られる。

ＮＡＮＤゲート１８とトランジスタＱ２とＱ３を含む制
御手段が内部スイッチｑｌの制御用に設けられている。

この制御手段について次に説明する。

回路点２４とＮＰＮ　）ランジスタＱ３のベースの間に
抵抗Ｒ１とＲ３が直列に接続されている。トランジスタ
Ｑ３のエミッタは装置接地点に直接接続されており、コ
レクタは抵抗Ｒ４を通して端子２８の正電圧源に結合さ
れている。バイアス抵抗Ｒ９がこの正電圧源をトランジ
スタＲ３のペースに接続している。抵抗Ｒ２がダイオー
ドＤ１の陽亨を抵抗Ｒ１とＲ３の相互接続回路点２Ｂに
接続している。ダイオードＤＩの陰極はＮＡＮＤゲート
１８の他方の入力３０に接続されており、この人力３０
と装置接地点間にキャパシタＣ２が接続されている。抵
抗Ｒ５が端子３０をトランジスタＱ３のコレクタに接’
ｌ介している。

ＮＡＮＤゲート１Ｂの出力は抵抗Ｒ６を通してＰＮＰト
ランジスタＱ２・Ｄベース（てテＸ涜さｔｌてひり、ト
ランジスタＱ２のエミッタ、；ｄ正電圧・］ヌ（て接続
さｈている。トランジスタＱ２のコレクタは直列接続さ
れた抵抗Ｒ７とＲ８を通して装置の接地点に接続されて
いる。抵抗Ｒ７とＲ８の接続点はトライアックＱ１のゲ
ートに接続されている。

以下に説明するように、トランジスタＱ　２（！：Ｑ３
及びグー）１８は、グー）１８の入力１６に加えられる
入力信号に応答して内部スイッチＱ１を閉成する手段中
に含まれている。トライアック（内部スイッチ）Ｑｌが
ターンオンするためには、ＮＡＮＤゲート１Ｂへの入力
の両方共が高入力でなければならない。

赤外線ライトスイッチ１００は、このスイッチ１００を
、検出された赤外線によってライト１１６の動作が制御
される自動モードと、赤外線の変化には関係なくライト
１１６を常にオン状態にする第２のモードとのいずれか
一方に置くだめのモード制御回路２００を備えている。

電源２６からの正の８．２ｖの電圧が回路点２０２に供
給されている。抵抗Ｒ２０１とキャパシタＣ２０１が回
路点２０２と装置接地点との間に直列に接続されている
。抵抗Ｒ２０２が抵抗Ｒ２０１とキャパシタＣ２０１の
接続点を回路点２０４に接続している。陽極がこの回路
点２０４に接続されたダイオードＤ２の陰極がＮＰＮ　
　）ランジスタＱ４のペースに接続されている。トラン
ジスタＱ４のコレクタは抵抗Ｒ２Ｏ３を通して回路点２
０２に接続され、さらに、ＮＰＮ　トランジスタＱ５の
ペースに直接接続されている。トランジスタＱ５のコレ
クタは抵抗Ｒ２０４を介して回路点２０２に接続され、
また、トランジスタＱ４とＱ５の両方のエミツタは装置
接地点に直接接続されている。

トランジスタＱ５のコレクタは、このモード制御回路２
００の出力端子２０６に接続されている。

ダイオードＤ３の陽極が回路点２０４に、陰極がトラン
ジスタＱ５のコレクタにそれぞれ接続されている。また
、ダイオードＤ４がその陽極をモード制御回路出力端子
２０６に、その陰極をＮＡＮＤゲート１８の第１の入力
端子１６に接続されて設けられている。

次に、赤外線７０インチ回路１００の動作を説明する。

ＩＲセンサの領域内のＩＲバタンか変化していない状態
をまず考える。スイッチｓｗ１が閉じていると、電力が
赤外線スイッチ１００　Ｋ供給される。

スイッチＳＷＩとライト１１６の間に直列に接続されて
いる内部スイッチ（トライアックＱｌ）は開いているの
で、全１２０Ｖ交流がライト１１６の両端間に印加され
ないから、ライ）　１１６は点灯しない。

電源２６からライ）　１１６に流れる比較的小さな電流
ではライト１１６を発光状態にするには小さ過ぎる。

ＮＡＮＤゲート１８の第１の入力１６が高に保たれると
、トライアックＱ１はトリガされる。トライアックＱ１
は、ゲート１８の入力１６Ｖｃ高レベル信号が加えられ
、他方の入力端子３０に高レベルが存在するとトリガさ
れる。端子３０は２つの信号源から信号を受ける。一方
の信号は抵抗Ｒ１とＲ２及びダイオードＤＩを通して交
流線路から与えられる。

これらの回路素子の値は、端子１１２と１１４との間の
入力線路電圧が所定の正の値、例えば’ｉ’ＯＶ以上に
なった時に端子３０がその閾値に達するように選ばれて
いる。この時、ＮＡＮＤゲート１８の出力は低となり、
トライアックＱ１をターンオンさせるトランジスタＱ２
が導通し、交流線路電圧の正の半サイクルの残如の部分
がライ）　１１６に供給される。

ＮＡＮＤゲート１８の端子３ｏへのもう一つの入力信号
ハトランジスタＱ３のコレクタを通して与えられる。こ
のコレクタは、抵抗Ｒ９を流れる電流がトランジスタＱ
３のペースをバイアスしてトランジスタＱ３を飽和状態
にしていることにより、通常はほぼＯＶにある。入力交
流線路電圧が負の閾値、例えば、−６５Ｖに達すると、
トランジスタＱ３はターンオフし、そのコレクタ電圧は
正電圧となる。コレクタのレベルは、抵抗Ｒ５とキャパ
シタＣ２によって形成される遅延回路を通してＮＡＮＤ
ゲー）１Ｂの端子３０に結合される。コレクタ信号の遅
延のために、端子３０は、トランジスタＱ３のコレクタ
が正になった後、約５０μ秒でその閾値に達する。この
時、ＮＡＮＤゲート１８の出力は低となって、トランジ
スタＱ２を、従ってトライアックＱｌをターンオンし、
交流線路電圧の負の半サイクルの残９がライト１１６に
供給される。

従って、入力端子１６の信号が高である限り、トライア
ツクＱｌは線路電流の各半サイクルのいろいろな部分で
トリガされる。端子１６の入力はタイマー４とモード制
御回路２００からの出力により決まる。次に、回路２０
０を含むモード選択手段の動作について説明する。

初めに、スイッチＳＷＩを閉じることにより、よりスイ
ッチ回路１００に電力が供給されると、電源蓄積キャパ
シタＣ２０１は放電する。従って、壁スＩＫインチＳＷｌが閉じると、キャパシタＣ２０１は電源へ電圧の約半分（約４Ｖ）までゆっくりと充電される。ト
ランジスタＱ４のベースの電圧はゆっくりと上昇し、従
って、トランジスタＱ４は、回路１００へ電力が供給さ
れても、すぐにはターンオンしない。しかし、トランジ
スタＱ５のベース回路にはＲＣ回路はないから、正電圧
は抵抗Ｒ２Ｏ３を通してトランジスタＱ５のベースに加
えられてこのトランジスタＱ５をターンオンして、その
コレクタを接地電位にクランプする。トランジスタＱ５
のコレクタが接地電位にあると出力端子２０６も接地電
位となり、ダイオードＤ４が逆バイアスされて非導通に
なる。更に、回路点２０４がダイオードＤ３ヲ介してト
ランジスタＱ５のコレクタにおいて接地電位に結合され
る。従って、キャパシタＣ２０１が充電を開始しても、
トランジスタＱ４のベースはほぼ接地電位に維持され、
このトランジスタはターンオンされない。つまり、トラ
ンジスタＱ５は電源２８からの電力に応答し、また、キ
ャパシタＣ２０１からの高レベル信号がＮＡＮＤゲート
１８の入力１６へ印加されるのを抑制する第１の装置と
して働く。

モード制御回路２００がその出力端子２０６に接地電位
を供給している状態では、端子１６の入力はタイマ１４
の出力からの信号に伴って変化する。従って、最初に電
力供給が行われると、赤外線スイッチ回路１００は自動
モードとなって、トライアックＱ１％従って、ライト１
１６が検出された赤外線によって制御される。

赤外線スイッチが自動モードの時、壁スィッチＳＷＩが
数秒間ターンオフされると、電源２６の端子２日の電圧
がＯｖになる。しかし、モード制御回路２００の素子の
値は、キャパシタＣ２０１が端子２８の電源電圧よりも
比較的遅い速度で放電するように選ばれている。従って
、キャパシタＣ２０１がカナ）放電してしまう前であっ
て、電源がＯＶあるいはそれに近い値まで低下してしま
った後に壁スィッチｓｗｌが再びスイッチオンされると
、トランジスタＱ４のベースはキャパシタＣ２０１にあ
る電荷によってオン状態にバイアスされる。この場合、
スイッチＳＷＩの閉成によって電力が再び供給されると
、オン状態にバイアスされたトランジスタＱ４はトラン
ジスタＱ５のベースを接地して、その導通を妨げる。ト
ランジスタＱ５がオフ状態にバイアスされていると、出
力端子２０６は高電位となり、ダイオードＤ４を通して
ＮＡＮＤゲート１８に加えられるこの高電位によシ、ラ
イト１１６は交流線路電圧の正と負の半サイクルの一部
でターンオンされる。即ち、トランジスタＱ４は、蓄積
キャパシタＣ２０１に初めに存在している電圧に応答し
、かつ、次いで電源２８から供給される電圧に応答して
、第１の装置（トランジスタＱ５）を非作動状態にする
第２の装置として働く。この状態では、モード制御回路
２００はＮＡＮＤゲート１８の端子１６を、タイマ１４
からの出力レベルとは無関係に高電位にクランプし、従
って、赤外線検出回路１２とタイマ１４の効果を無効状
態にして、回路１００を常時オンモードにする。

常時オンモードにおいて、電源電圧がＯｖになりかつキ
ャパシタＣ２０１が実質的に放電してしまうに充分な時
間壁スィッチＳＷＩが開かれると、赤外線スイッチ１０
０はその初期状態に復帰し、次にＳＷＩ力；閉成される
と、ＩＲスイッチ１００は自動モードになる。

第２図はＩＲスイッチ１００を最初自動動作モードでは
なく常時オンモードにするだめのモード制御回路２００
の改造実施例２示す。第２図のモード制御回路３００は
第１図の回路２００と基本的には同じであるが、ダイオ
ードＤ４への出力線路がトランジスタＱ５のコレクタで
はなくトランジスタＱ４のコレクタから取られている。

更に、トランジスタＱ４のコレクタとトランジスタＱ５
のペースの間に抵抗Ｒ２Ｏ５が挿入されている。

モード制御回路３００内のトランジスタの動作は回路２
００の場合と同じである。初めに回路に電力が供給され
ると、トランジスタＱ４はオフのままに維持されるが、
トランジスタＱ５は直ちにターンオンされ、そのコレク
タは接地電位にクランプサレル。トランジスタＱ５のコ
レクタが接地されていると、トランジスタＱ４のペース
も実質的に接地電位となって、トランジスタｑ４のター
ンオンが妨げられる。従って、この状態では、トランジ
スタＱ４のコレクタは正電位となり、この正電位は出力
端子２０６に結合されて、ＮＡＮＤゲート１８の入力端
子１６を高電位に維持し、スイッチ１００を常時オンモ
ードにおく。

常時オンモードから、第１図の壁スィッチＳｗ１が、電
源電圧が実質的にＯｖとなるに充分ではあるが、キャパ
シタＣ２０１が完全に放電するには短かい時間ターンオ
フされた場合、電力が復帰すると、トランジスタＱ４が
ターンオンされる。これによって、トランジスタｑ４の
コレクタが接地電位にクランプされ、トランジスタＱ５
のターンオンが妨げられる。トランジスタＱ４がターン
オンされると、出力端子２０６に接地電位が結合され、
ＮＡＮＤゲート１８の端子１６の入力がタイマ１４から
の出力に応じて変動できるようにする。この状態では、
赤外線スイッチ１００は自動モードとなる。第１図の実
施例におけると同様、キャパシタＣ２０１を完全に放電
させることができるほど充分に長い時間、壁のスイッチ
ＳＷｌが開かれると、モード制御回路３００は電力の再
供給に伴って初期状態におかれ、モード制御回路３００
は赤外線スイッチ１００を常時オンモードにする。

以上、この発明をＩＲライトスイッチに関係づけて説明
したが、装置への電力供給のシーケンスによって装置の
動作を制御することが必要な種々の装置に広く応用でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施した電気機器スイッチの概略回
路図、第２図は第１図の回路の一部の他の実施例を示す
図である。１００・・・ＩＲスイッチ回路、ＳＷｌ・・・壁スィッ
チ（外部スイッチ）、１１６・・・ライト（外部機器）
、２０．２２・・・端子（電源端子）、Ｑｌ・・・トラ
イアック（内部スイッチ）、１８、Ｑ２、Ｑ３・・・制
御手段を構成するＮＡＮＤゲート及びトランジスタ、１
０．１２．１４・・・検知手段を構成するＩＲセンサ、
工Ｒ検出回路及びタイマ、１日、２００・・・モード選
択手段を構成するモード制御回路とＮＡＮＤゲート。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電源から外部機器への電力供給を制御するための
手動外部スイッチと共に用いるための回路であって、上
記外部スイッチと外部機器とがこの回路の端子を介して
互いに直列に、また、この回路の内部のスイッチと直列
に接続されており、入力に供給される各信号に応答して
上記内部スイッチを閉成するように動作する制御手段で
あつて、この制御手段が動作すると、直列接続された上
記内部スイッチと外部スイッチとを通して上記機器を作
動させるための電力が供給できるようにされている制御
手段と、外部からの刺激の各々に応答して、上記信号を上記制御
手段の入力に供給する検知手段と、上記外部スイッチの
閉成に応答して第１のモードで動作し、その後、ある所
定期間中に、上記外部スイッチが開かれ再び閉成される
と、それに応答して第２のモードで動作するモード選択
手段であつて、（ａ）上記第１と第２のモードの一方で
動作する時、上記信号を上記制御手段の入力に結合しな
いように働き、（ｂ）その後、上記外部スイッチの閉成
状態が続く間、上記モードの他方で動作して、上記信号
を上記制御手段の入力に供給するように働くモード選択
手段と、を備えてなる制御回路。