TWI411355B

TWI411355B - 負載控制裝置

Info

Publication number: TWI411355B
Application number: TW098144295A
Authority: TW
Inventors: Kiyoshi Goto
Original assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2013-10-01
Also published as: MY164929A; KR20110096082A; KR101258028B1; CN102292786B; CN102292786A; TW201034517A; SG172384A1; WO2010073092A1

Description

負載控制裝置

本發明是有關於一種串聯地連接於交流電源與照明裝置等的負載之間的二線式負載控制裝置。

先前，使用了雙向三極體(triac)或閘流體(thyristor)等的無接點開關(switch)元件的用於照明裝置的負載控制裝置得到實用。由省配線的觀點考慮，該些負載控制裝置一般為二線式接線，並且串聯連接在交流電源與負載之間。對如此串聯連接於交流電源與負載之間的負載控制裝置而言，問題在於如何確保自身的電路電源。

圖44所示的第1先前例的負載控制裝置50串聯地連接於交流電源2與負載3之間，且由主開閉部51、整流部52、控制部53、用於將穩定的電源供給至控制部53的第1電源部54、於停止對負載3供給電力的狀態下對第1電源部54供給電力的第2電源部55、於對負載3供給電力時對第1電源部54供給電力的第3電源部56、以及通入負載電流中的微小電流的輔助開閉部57等構成。主開閉部51的主開關元件51a是由雙向三極體而構成。

於未對負載3進行電力供給即負載控制裝置50為斷開的狀態下，自交流電源2而對負載控制裝置50施加的電壓經由整流部52而供給至第2電源部55。第2電源部55是由電阻與齊納二極體(zener diode)構成的恆壓電路(constant voltage circuit)。此時設定成，流動於負載3的電流是微小電流，其程度不會使負載3產生故障，控制部53的消耗電流小，且第2電源部55維持著較高的阻抗(impedance)。

另一方面，於對負載3進行電力供給即負載控制裝置50為接通的狀態下，根據來自控制部53的控制信號而使第3電源部56接通，負載控制裝置50的阻抗降低，而流動於負載3的電流量增加，並且流動於第3電源部56的電流亦流動於第1電源部54，緩衝電容器(buffer capacitor)54a開始充電。若緩衝電容器54a的充電電壓較規定的臨限值更高，則構成第3電源部56的齊納二極體56a崩潰(breakdown)而電流開始流動，藉此，電流流至輔助開閉部57的閘極(gate)，使得輔助開閉部57導通(接通狀態)。結果，自整流部52流至第3電源部56的電流轉流向輔助開閉部57，進而流至主開閉部51的主開關元件51a的閘極，使得主開閉部51導通(閉合狀態)。因此，幾乎將所有電力供給至負載3。若主開閉部51暫時導通(閉合狀態)，則電流持續流動，但於交流電流到達過零點時主開關元件51a會自我消弧，使得主開閉部51變為非導通(打開狀態)。若主開閉部51變為非導通(打開狀態)，則電流再次自整流部52經由第3電源部56而流至第1電源部54，從而進行確保負載控制裝置50的自身電路電源的動作。即，於交流電源的每1/2週期，重複進行負載控制裝置50的自身電路電源的確保動作、輔助開閉部57的導通以及主開閉部51的導通動作。

圖45所示的第2先前例的負載控制裝置60串聯地連接於交流電源2與負載3之間，並且由主開閉部61、整流部62、控制部63、用於將穩定的電源供給至控制部63的第1電源部64、於對負載3停止供給電力的狀態下對第1電源部64供給電力的第2電源部65、於對負載3供給電力時對第1電源部64供給電力的第3電源部66、以及對負載電流的過零點(zero cross point)進行檢測的過零檢測部67等構成。使用金屬氧化物半導體場效應電晶體(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)作為主開閉部61的主開關元件61a，將白熾燈(incandescent lamp)作為控制對象負載。

當對負載3供給電力時，僅在與外部輸入的調光位準對應的期間使主開閉部61的主開關元件61a導通，而於過零檢測部67檢測出電壓的過零點的時間點(timing)使主開關元件61a導通(閉合狀態)，並於經過上述期間後使主開關元件61a非導通(打開狀態)。於主開閉部61非導通(打開狀態)的期間，與上述第1先前例相同地確保負載控制裝置60的自身電路電源。若主開閉部61非導通(打開狀態)，則過零檢測部67再次檢測出過零點，於交流電源的每1/2週期，重複進行使主開關元件61a導通(閉合狀態)的動作。

然而，於上述任一負載控制裝置50、60中，為了於對負載3停止供給電力的狀態下使控制部53、63動作而設置著第2電源部55、65，且必需對第1電源部54、64持續供給電力。因此，電流雖然微小卻持續流動於負載3，從而限制了可連接的負載3的規格。

如第1先前例的負載控制裝置50般，當主開閉部51的主開關元件為雙向三極體或閘流體時，為了減少於對負載3供給電力時產生的雜訊(noise)，以及為了防止因於停止對負載3供給電力時自電源2傳播的雜訊而引起的故障，必需設置濾波器(filter)，但構成濾波器的線圈(coil)58的大小及由線圈引起的發熱會成為問題，導致負載控制裝置難以實現小型化。

為了不使用濾波器而減少由負載控制裝置引起的雜訊，於例如日本專利特開2006-92859號公報所揭示的負載控制裝置(第3先前例)中，除主開閉部的主開關元件以外，還設置了接通電阻(on resistance)較此主開關元件(第1開關部)更大的第2開關部，且於使第2開關部接通後使第1開關部接通。然而，於如此之第3先前例中，開關元件數量增多，電路構成變得複雜，並且開關接通的時間點的控制變得複雜。

又，近年來，根據節能化的要求，電燈型螢光燈得到普及，但當如第2先前例的負載控制裝置60般主開閉部61的主開關元件61a為電晶體(transistor)時，負載被限定為如白熾燈般的負載電流與負載電壓為同相位(功率因數(power factor)為1)的負載。因此，需要使連接的螢光燈及白熾燈等負載的種類不受限制的二線式負載控制裝置。

此外，用作主開閉部的主開關元件的雙向三極體或電晶體是由Si構成，一般為電流於元件的縱向流動的縱立式。於雙向三極體的情況下，因通電路徑上存在PN接面(PN junction)，故通電時為越過此障礙而會產生損耗。又，於電晶體的情況下，因必需反方向連接2個元件，且成為耐電壓維持層的低載體(carrier)濃度層的電阻較高，故通電時會產生損耗。因該些損耗，使得主開關元件自身的發熱量增大，而需要大型的散熱片(heat sink)，故會阻礙負載控制裝置的大容量化及小型化。一般而言，此種負載控制裝置收納於設置在壁面的金屬製箱子(box)等內而使用，但先前的負載控制裝置中，小型化存在限度，故就現在一般使用的箱子的大小而言，負載無法併用控制裝置與其他感測器(sensor)或開關等。因此，為了使一般大小的箱子中能夠併設負載控制裝置與其他感測器或開關等，要求負載控制裝置進一步小型化。

【專利文獻1】日本專利特開2006-92859號公報

本發明是為了解決上述先前例的問題而研製的，其目的在於提供一種可減少對負載通電時的發熱量，從而可實現小型化以及大容量化，此外，無需限制螢光燈或白熾燈等負載的功率因數的負載控制裝置。

本發明的另一目的在於提供一種一方面可削減開關元件的數量、一方面可準確控制開閉時間點的負載控制裝置。

本發明的另一目的在於提供一種廢棄了與上述第2電源部相當的構成，且可防止於非動作時負載內流動微少電流的負載控制裝置。

本發明的第1技術方案的負載控制裝置，是串聯地連接於交流電源與負載之間的二線式負載控制裝置，其特徵在於包括：主開閉部，串聯地連接於電源以及負載，包括1處對連接點分別施加控制電壓的閘極，且包括具有1處耐電壓部的橫置式雙閘極電晶體(Dual-Gate transistor)結構的主開關元件，以對負載控制電源的供給；輔助開閉部，包括閘流體結構的輔助開關元件，於上述主開閉部非導通時，對負載控制電源的供給；控制部，控制上述主開閉部以及上述輔助開閉部的開閉；第1電源部，自上述主開閉部的兩端經由整流部而被供給電力，對上述控制部供給穩定的電壓；第2電源部，自上述主開閉部的兩端經由整流部而被供給電力，於停止對負載的電力供給時，對上述第1電源部供給電源；驅動電路，驅動上述主開閉部；第3電源部，於上述主開閉部或上述輔助開閉部為閉合的狀態下，對負載供給電力時，對上述第1電源部供給電源；以及電壓檢測部，對輸入至上述第3電源部的電壓進行檢測，且，上述控制部進行如下控制，即，於對負載供給電力時，若上述電壓檢測部檢測到輸入至上述第3電源部的電壓已達到規定的臨限值，則使上述主開閉部於第1規定時間內導通，並且於上述主開閉部非導通時使上述輔助開閉部於第2規定時間內導通。

根據本發明的第1技術方案，二線式負載控制裝置的主開閉部的主開關元件的結構是，成為於交流控制下對低損耗(低電阻)化的效率優良的半導體晶片(semiconductor chip)構成的雙閘極電晶體結構，因此負載控制裝置可實現小型化、大容量化。

本發明的第2技術方案的負載控制裝置的特徵在於包括：主開閉部，包括電晶體結構的開關元件，對負載控制電源的供給；輔助開閉部，包括閘流體結構的開關元件，於上述主開閉部非導通時，對負載控制電源的供給；控制部，控制上述主開閉部以及上述輔助開閉部的開閉；第1電源部，自上述主開閉部的兩端經由整流部而被供給電力，以對上述控制部供給穩定的電壓；第2電源部，自上述主開閉部的兩端經由整流部而被供給電力，於停止對負載的電力供給時對上述第1電源部供給電源；以及第3電源部，於上述主開閉部或上述輔助開閉部為閉合的狀態下，對負載供給電力時，對上述第1電源部供給電源，且，上述第3電源部包括對輸入的電壓進行檢測的電壓檢測部、以及對負載電流的過零點進行檢測的過零檢測部，上述控制部進入如下控制，即，於對負載供給電力時，僅於第1規定時間與第3規定時間重複的時間內使上述主開閉部導通，上述第1規定時間是自上述電壓檢測部檢測到輸入至上述第3電源部的電壓已達到規定的臨限值時起開始計數，上述第3規定時間是於上述過零檢測部檢測到負載電流的過零點之後開始計數、且小於負載電流的半個週期。

根據本發明的第2技術方案，若電壓檢測部檢測到輸入至第3電源部的電壓已達到規定的臨限值，則控制部使主開閉部於第1規定時間內導通(成為閉合狀態)，因此，使得於商用電源的半個週期中的大部分時間內，自主開閉部對負載供給電力。又，即便於該第1規定時間內，若經過第3規定時間，則控制部亦使主開閉部非導通(成為打開狀態)，因此即便例如於低負載時第1規定時間開始的時間點延遲，於負載電流為零之前主開閉部已確實地成為非導通。藉此，主開閉部不會超越負載電流的過零而導通。

本發明的第3技術方案的負載控制裝置的特徵在於包括：主開閉部，包括電晶體結構的開關元件，對負載控制電源的供給；輔助開閉部，包括閘流體結構的開關元件，於上述主開閉部非導通時，對負載控制電源的供給；控制部，控制上述主開閉部以及上述輔助開閉部的開閉；第1電源部，自上述主開閉部的兩端經由整流部而被供給電力，對上述控制部供給穩定的電壓；第3電源部，於上述主開閉部或上述輔助開閉部為閉合的狀態下，對負載供給電力時，對上述第1電源部供給電源；接收部，接收自外部傳送來的控制信號；以及獨立電源部，對藉由上述接收部而接收的控制信號進行整流，以對上述第1電源部供給電力。

根據本發明的第3技術方案，獨立電源部對藉由接收部而接收的控制信號進行整流，以對第1電源部供給電力，因此可廢棄與先前例的第2電源部相當的構成。而且，此獨立電源部除對負載的電力供給之外，還獨立地對第1電源部供給電力，故可防止非動作時的負載上流動微少電流，可擴大可連接的負載的使用範圍。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

首先，對以下說明的本發明的負載控制裝置中所使用的主開關元件進行說明。圖1A表示具有1處耐電壓部的橫置式雙閘極電晶體結構的主開關元件的電路圖，圖1B表示將2個MOSFET型電晶體元件反方向連接時的電路圖。又，圖2表示橫置式雙閘極電晶體結構的主開關元件的縱剖面構成。

於圖1B所示的構成中，2個電晶體元件的源電極(source electrode)S彼此連接且接地(earthing)(最低電位部)，源電極S與閘電極(或稱為閘極)G1、G2之間無需耐電壓，而閘電極G1、G2與汲電極(drain electrode)D1、D2之間需要耐電壓，故需要2處耐電壓部(例如，拉開耐電壓距離)。以下，以設有耐電壓用的距離的位置處作為耐電壓部。2個電晶體元件是根據以源電極為基準的閘極信號而動作，故可對各電晶體元件的閘電極G1、G2輸入相同的驅動信號而驅動。與此相對，如圖2所示，橫置式雙閘極電晶體結構的主開關元件的結構是，實現具有1處維持耐壓的部位且損耗少的雙向元件的結構。另一方面，具有此構成的元件必需以汲電極D1、D2的電壓為基準來進行控制，且必需對2個閘電極G1、G2分別輸入不同的驅動信號(因此稱作雙閘極電晶體結構)。

(第1實施形態)

圖3是表示本發明的第1實施形態的負載控制裝置1的基本構成的電路圖，圖4是表示負載控制裝置1的各部分的信號波形的時間圖(time chart)。此外，此處未表示驅動電路10的具體構成，驅動電路10的具體構成將於以下的實施例中說明。

圖3所示的第1實施形態的負載控制裝置1串聯地連接於交流電源2與負載3之間，且由如下的部分構成：主開閉部11，對負載3控制電源的供給；驅動電路10，驅動主開閉部11；整流部12；控制部13，控制整個負載控制裝置1；第1電源部14，用於對控制部13供給穩定的電源；第2電源部15，於對負載3停止供給電力的狀態下，對第1電源部14供給電力；第3電源部16，於對負載3供給電力時，對第1電源部14供給電力；以及輔助開閉部17，通入了負載電流之中的微小電流。又，第3電源部16中，進一步設置著對輸入至第3電源部的電壓進行檢測的電壓檢測部18。主開閉部11包括上述橫置式雙閘極電晶體結構的主開關元件11a，輔助開閉部17包括閘流體結構的輔助開關元件。

即便於不對負載3供給電力即在負載控制裝置1的斷開的狀態下，電流亦自電源2經由整流部12而流至第2 電源部15，故而，負載3上亦流動著微小電流，但此電流被抑制得較低，其程度不會使負載3產生故障，且第2電源部15的阻抗維持於高值。

於對負載3供給電力時，降低第3電源部16的阻抗，使電流流向負載控制裝置1的內部的電路側，從而對第1電源部14的緩衝電容器25進行充電。如上所述，第3電源部16中設置著電壓檢測部(充電監控部)18，對輸入至第3電源部16的電壓進行檢測。若電壓檢測部18檢測到輸入至第3電源部16的電壓已達到規定的臨限值，則電壓檢測部18輸出規定的檢測信號。控制部13若接收來自電壓檢測部18的檢測信號，則對驅動電路10輸出用以使主開閉部11導通的第1脈衝信號(主開閉部驅動信號)，以使主開閉部11於第1規定時間內導通(成為閉合狀態)。圖3中表示如下的構成例，作為控制部13的一部分，設置著使用專用的積體電路(Integrated Circuit，IC)等而硬體(hardware)式地構成的第1脈衝輸出部(主開閉部驅動信號輸出部)19，以使得根據來自電壓檢測部18的檢測信號直接輸出第1脈衝信號。或者，並不限定於已圖示的構成，亦可構成為，使來自電壓檢測部18的輸出輸入至由中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)等構成的主控制部20，且軟體(software)式地輸出第1脈衝信號。作為使主開閉部11導通的第1規定時間，較好的是設定為較商用頻率電源的半個週期稍短的時間。

其次，經過上述第1規定時間後，於開始進行使主開閉部11非導通(打開狀態)的動作時，控制部13使輔助開閉部17僅於第2規定時間(例如幾百微秒)內導通(成為閉合狀態)。此動作使主開閉部11非導通，一旦負載電流開始流動於輔助開閉部17，則之後將持續流動於輔助開閉部17直至負載電流變為零為止。圖3中表示如下示例，即，作為控制部13的一部分，設置著輸出第2規定時間的第2脈衝信號(輔助開閉部驅動信號)的第2脈衝輸出部21，以使得在檢測到主開閉部11非導通(打開狀態)之後，僅於第2規定時間內對輔助開閉部17給予驅動信號。又，可軟體式地輸出第2脈衝信號，或者亦可使用二極體(diode)或電容器(condenser)來使延遲電路中實現相同的動作。

參照圖4，藉由該些動作，於緩衝電容器25的充電完成後，於商用電源的半個週期中的大部分時間內自主開閉部11對負載3供給電力之後，通電電流減少，之後，自輔助開閉部17對負載3供給電力。此外，輔助開閉部17包括閘流體結構的輔助開關元件17a，因此，於電流值為零的時點(過零點)成為非導通(打開狀態)。若輔助開閉部17成為非導通(打開狀態)，則電流再次流至第3電源部16，故而，於商用電源的每半個週期重複進行上述動作。該些動作是對負載電流而進行的，因此，即便主開閉部11由具有電晶體結構的主開關元件11a構成，負載3的功率因數亦並不限定於1，而可實現適合於螢光燈以及白熾燈中的任一者的二線式負載控制裝置。又，本實施形態1中，主開閉部11由橫置式雙閘極電晶體結構的主開關元件11a構成，因此，需要電晶體元件的耐電壓的部位限定為1處，可減少對負載通電時主開關元件自身的發熱量，從而可同時實現負載控制裝置的小型化以及大容量化。

又，圖3中表示設置著用於對流動於輔助開閉部17的電流進行檢測的電流檢測部22的示例，但該電流檢測部22的作用在於，於頻率漂移(frequency drift)或負載過大的情況下，自輔助開閉部17再次切換至主開閉部11從而切換負載電流路徑的動作，藉此來保護該輔助開閉部17以免受到破壞。因此，未必需要電流檢測部22，而可視需要而設置。

(第1實施例)

其次，參照圖5以及圖6，對本發明的第1實施形態的負載控制裝置1A中所使用的驅動電路10的第1實施例進行說明。圖5是第1實施例的負載控制裝置1A的電路圖，圖6是圖5中的驅動電路10的放大圖。

如圖5以及圖6所示，用於驅動主開閉部11的驅動電路10由對應於主開關元件11a的雙閘極而設的2組光電耦合器(photo coupler)等的光絕緣半導體開關元件101、102等而構成。分別對光絕緣半導體開關元件101、102的發光部101a、102a輸入來自控制部13的驅動信號。若有驅動信號輸入，則光絕緣半導體開關元件101、102的發光部101a、102a將其電力轉換為光能並輸出。若來自發光部101a、102a的光入射至光絕緣半導體開關元件101、102 的光接收部101b、102b，則由光接收部101b、102b進行光電轉換，將光能轉換為電能(即，發電)。光接收部101b、102b以如下方式連接，即，此處發電的電力分別以交流電源(商用電源)以及負載所連接的點為基準(參照圖6)而對主開閉部11的主開關元件11a的閘極部施加正的電位。

自控制部13輸出驅動信號而使光絕緣半導體開關元件101、102的發光部101a、102a發光，藉此，容易將驅動信號輸入至基準電位不同的主開閉部11的主開關元件11a的閘電極，從而可使主開閉部11的主開關元件11a成為導通狀態(閉合狀態)。此外，光絕緣半導體開關元件101、102的發光部101a、102a與光接收部101b、102b電性絕緣，因此只要不自發光部101a、102a輸出光，則驅動信號就不會輸入至主開關元件11a的閘電極。即，主開關元件11a的閘電極被供給如下的電力，該電力與自控制部13輸出的驅動信號不同且與控制部13(或負載控制裝置1A的第1電源部14)電性絕緣。又，根據來自控制部13的驅動信號，一方面可維持絕緣，一方面可使與主開關元件11a的閘電極連接的光絕緣半導體開關元件101、102容易且確實地接通、斷開。

圖7以及圖8表示圖5以及圖6所示的驅動電路10的變形例。此變形例中，光電耦合器等的光絕緣半導體開關元件101、102的發光部101a、102a串聯地連接。藉此，可使流動於驅動電路10的電流值為約1/2，從而可減少驅動電路10中的電力消耗量。

(第2實施例)

其次，參照圖9以及圖10，對本發明的第2實施形態的負載控制裝置1A中所使用的驅動電路10的第2實施例進行說明。圖9是第1實施形態的負載控制裝置1B的電路圖，圖10是圖9中的驅動電路10的放大圖。

如圖9以及圖10所示，用於驅動主開閉部11的驅動電路10是由如下部分構成：對應於主開關元件11a的雙閘極而分別設置的2組與負載控制裝置1B的第1電源部14連接的二極體101a、101b，一端連接於各電力線而另一端連接於二極體101a、101b的電容器102a、102b，以及連接在二極體101a、101b與電容器102a、102b的連接點與主開閉部11的主開關元件11a的各閘極端子之間的驅動開關元件103a、103b。驅動開關元件103a、103b是藉由來自控制部13的信號而接通/斷開。此外，該驅動開關元件103a、103b的構成是，開關部與操作部絕緣。驅動開關元件103a、103b的構成並無特別限定，如下所述，可使用各種類型(type)。

根據此構成，經由二極體101a、101b而將負載控制裝置1A的第1電源部14連接在一端連接於電力線的電容器102a、102b的另一端上，藉此，由該電容器102a、102b而構成以電力線的電位為基準的簡易電源。對該電容器102a、102b的充電藉由如下方式進行，即，自電力線中的電源電壓較高的一側，經由負載控制裝置1B的內部電源而流至電壓低的一側的電力線的電流對連接於電壓較低的一側的電容器進行充電。此時，並未對連接於電壓較高的一側的電容器進行充電，因此，於電源頻率的每一個週期重複對電容器進行充電。於電力線的電位的關係與上述相反的時間點，對相反側的電容器進行充電。

當使橫置式雙閘極電晶體結構的主開關元件11a由斷開而成為接通時，必需以電力線所連接的點(參照圖10)為基準來對主開關元件11a的閘極施加電壓。此處，若根據來自控制部13的信號使與主開閉部11的主開關元件11a的閘電極連接的驅動開關元件103a或103b導通，則主開關元件11a的閘極端子上分別施加有以電力線為基準的充電至電容器的電壓，因此，主開關元件11a成為導通狀態(閉合狀態)。若主開關元件11a暫時成為導通狀態，則主開關元件11a的端子間電壓會變得非常小，因此，可利用自負載控制裝置1B的電源經由二極體101a、101b以及驅動開關元件103a、103b而施加的電壓來維持導通。

該實施例中，構成為驅動電路10與第1電源部14不絕緣，因此可高效率地供給驅動電力。電容器102a、102b只要暫時確定主開關元件11a由斷開而成為接通時的閘電極的電位即可，故電容器102a、102b的形狀及容量可為小型。此外，圖9中是自第1電源部14的輸出對驅動電路10供給電源，但亦可自第1電源部14的輸入等的比較穩定的電源部供給電力。

圖11以及圖12表示實施例2的驅動電路10的具體的構成例，作為驅動開關元件103a、103b，使用光電耦合器或調光繼電器(photo relay)等的光絕緣半導體開關元件。若輸入來自控制部13的驅動信號，則自光絕緣半導體開關元件的發光部輸出光信號，若此光信號入射至光接收部，則光接收部導通，且來自第1電源部14的電流(驅動信號)流至主開關元件11a中。發光部與光接收部電性絕緣，因此，只要不自發光部輸出光，則驅動信號不會輸入至主開關元件11a的閘電極。因此，根據來自控制部13的驅動信號，一方面可維持絕緣，一方面可使與主開關元件11a的閘電極連接的驅動開關元件103a、103b容易且確實地接通、斷開。

圖13以及圖14中表示圖11以及圖12所示的驅動電路10的變形例。該變形例中，使用了光電耦合器或調光繼電器等的光絕緣半導體開關元件的驅動開關元件103a、103b的發光部串聯地連接著。藉此，可使驅動電路10中流動的電流值為約1/2，從而可減少驅動電路10中的電力消耗量。

圖15以及圖16中表示圖11以及圖12所示的驅動電路10的另一變形例。該變形例中，使用了光電耦合器或調光繼電器等的光絕緣半導體開關元件的驅動開關元件103a、103b的發光部串聯地連接著，而且，在驅動開關元件103a、103b與主開閉部11的主開關元件11a的閘電極連接的連接點、與成為該閘電極的基準的電力線之間連接有電容器104a、104b。此外，亦可於圖11以及圖12所示的驅動電路10的構成例中追加電容器104a、104b。

如該變形例所示，追加該電容器104a、104b，藉此，於驅動開關元件103a、103b接通、斷開時，可利用電容器104a，104b來緩和施加於主開關元件11a的閘電極的電壓的急遽變化，從而可防止主開關元件11a陡然接通、斷開。結果，可減少因主開閉部11的主開關元件11a接通、斷開而產生的雜訊，故可縮小或省略雜訊濾波器。即，與圖44或圖45所示的先前例的構成相比，可省略作為雜訊濾波器而發揮作用的線圈或電容器。

關於構成雜訊濾波器的線圈，隨著負載控制裝置的額定電流變大，該線圈亦變得大型，故只要可省略線圈，則可實現負載控制裝置的小型化。又，關於構成雜訊濾波器的電容器，與線圈相比，其對負載控制裝置大小的限制較少，但因存在此電容器，故而可降低負載控制裝置為斷開狀態下的負載控制裝置的阻抗，隨之，對負載控制裝置的閉合狀態而言並不佳。又，即便於負載控制裝置為斷開的狀態下，亦經由電容器而流動著交流電流，藉此，斷開時負載可能發生故障等。因此，若可自負載控制裝置中省略雜訊濾波器用的電容器，則對二線式負載控制裝置而言成為較好的形態。

(第3實施例)

其次，參照圖17以及圖18，對本發明的第1實施形態的第3實施例的負載控制裝置1B進行說明。圖17是第3實施例的負載控制裝置1B的電路圖，圖18是圖17中的驅動電路10的放大圖。

該第3實施例中，主開閉部11的驅動電路10是由高頻絕緣變壓器(trance)等藉由電磁耦合而傳送電力的變壓器(電磁耦合元件)103、整流電路104a、104b、振盪電路105等構成。變壓器103的1次側線圈103a連接於振盪電路105，此外，振盪電路105連接於控制部13。若對振盪電路105輸入來自控制部13的驅動信號，則僅在施加驅動信號的期間，振盪電路105振盪，從而產生交流電力。若變壓器103的1次側線圈103a中流動由振盪電路105產生的交流電流，則藉由電磁感應而於2次側線圈103b、103c中產生電動勢(electromotive force)。於變壓器103的2次側，線圈103b、103c中產生的電動勢為交流電，故在藉由整流電路104a、104b進行整流後，上述電動勢輸入至主開閉部11的主開關元件11a的閘電極。此外，整流電路104a、104b以如下方式而連接，即，以商用電源以及負載所連接的點為基準，對主開關元件11a的閘電極施加正的電位。此外，變壓器103的1次側線圈103a與2次側線圈103b、103c電性絕緣，因此，只要變壓器103的1次側線圈103a中無電流流動，則驅動信號不會輸入至主開關元件11a的閘電極。即，主開關元件11a的閘電極被供給有如下電力，該電力與自控制部13所輸出的驅動信號不同且與控制部13電性絕緣。

如此，該第3實施例中，將自控制部13輸出的驅動信號作為觸發(trigger)，藉由振盪電路105而產生交流電力，因此，藉由適當設定振盪電路105中的振盪頻率以及振幅、變壓器103的1次側線圈103a與2次側線圈103b、103c的線圈數等等，可產生變壓器103的2次側線圈103b、103c所需的電力。因此，即使當主開閉部11的主開關元件11a的閘極部是需要固定值或固定值以上的電流值的電流型的主開關元件時，亦可穩定地驅動。此外，振盪電路105的驅動電力當然是由負載控制裝置的任一電源部而供給。或者，雖未圖示，但亦可構成為，省略振盪電路105而自控制部13直接輸出規定頻率以及規定振幅的脈衝信號。

(變形例)

其次，參照圖19，對本發明的第1實施形態的變形例的負載控制裝置1B進行說明。上述實施例的負載控制裝置中，當對主開閉部11的主開關元件11a施加驅動信號時，因為電路構成為藉由整流部12的二極體而使得電流不會流動，故僅可與主開關元件11a的閘極部(閘極端子)無需固定值或固定值以上的電流值的電壓型的主開關元件相對應。本變形例中，即使當主開閉部11的主開關元件11a是需要固定值或固定值以上的電流值的電流型的主開關元件時，亦可穩定地驅動。

如圖19所示，本變形例的負載控制裝置1B中，於整流部12的交流線與成為電路基準的整流部的負(minus)側輸出之間，連接著同步開關元件120a、120b，與主開閉部11閉合的動作同步地進行使同步開關元件120a、120b 接通的動作。若與主開閉部11閉合的動作同步地閉合該同步開關元件120a、120b，則會形成使電流自負載控制裝置1B內的第1電源部14朝主開閉部11的主開關元件11a的閘極部流動的路徑。因此，即便主開關元件11a的閘極部是需要電流的雙閘極元件，亦可穩定地驅動。此外，其他構成或基本動作與上述實施例中的情形相同，驅動電路10的構成並無特別限定，可應用上述實施例或各變形例。

其次，參照圖20以及圖21，對本發明的第1實施形態的另一變形例的負載控制裝置1C進行說明。圖20是表示另一變形例的負載控制裝置1C的基本構成的電路圖，圖21是表示負載控制裝置1C的各部分的信號波形的時間圖。關於另一變形例的負載控制裝置1C，除圖3所示的負載控制裝置1的基本構成之外，進一步包括設置於在對負載供給電力的狀態下發揮作用的第3電源部16內的電壓過零檢測部(簡記作零檢測)23與第3脈衝輸出部(驅動許可信號輸出部)24。此外，驅動電路10的具體的構成可為第1實施例~第3實施例中所例示的任一種構成。

若電壓過零檢測部23檢測出電壓過零，則第3脈衝輸出部24於第3規定時間內輸出第3脈衝信號(驅動許可信號)。如圖21所示，該第3脈衝的第3規定時間相當於較電源週期的半個週期稍短的時間。僅於發出第1脈衝(主開閉部驅動信號)與第3脈衝(驅動許可信號)該兩者的期間內，對主開閉部11的主開關元件11a的閘電極輸入驅動信號，以使該主開閉部11閉合。

於二線式負載控制裝置中，當所連接的負載較小時，電容器25所需的充電時間增長。此時，於圖4所示的動作中，若以充電完成後為基準而驅動主開閉部11，則有時會施加主開閉部11的驅動信號直至超越電流過零點的時間為止。若於該狀態下打開主開閉部11、閉合輔助開閉部17，則作為主電流的負載電流會通入輔助開閉部17，從而無法以上述商用電源的半個週期內進行一次充電的穩定的動作。

然而，如第5實施例所述，可將電壓過零與充電完成信號組合，並以電壓過零信號為基準而經過商用電源的半個週期或半個週期以上，以不驅動主開閉部的方式來進行控制，且可於商用電源的半個週期內一次穩定地實現確保電源的動作，而無關於與負載控制裝置1C連接的負載的容量。

其次，參照圖22至圖24，對本發明的第1實施形態的又另一變形例的負載控制裝置1D進行說明。圖22是表示該又另一變形例的負載控制裝置1D的構成的電路圖，圖23是圖22中的驅動電路10的放大圖，圖24是表示負載控制裝置1D的各部分的信號波形的時間圖。

該又另一變形例的負載控制裝置1D中，主開閉部11的驅動電路10是由如下部分構成：與負載控制裝置1D的第1電源部14連接的高耐壓的二極體101a、101b，一端連接於各電力線而另一端連接於二極體101a、101b的電容器102a、102b，以及，連接在二極體101a、101b與電容器102a、102b的連接點與主開閉部11的主開關元件11a的各閘極端子之間的光閘流體(photo thyristor)或光雙向三極體(photo triac)等的自我消弧型的驅動開關元件105a、105b。

若利用設置於第3電源部16的電壓檢測部18來進行充電完成檢測，則轉移至使主開閉部11閉合的動作。此時，為了使與主開閉部11的主開關元件11a的閘電極連接的驅動開關元件105a、105b導通而輸入信號，但該些驅動開關元件105a、105b為閘流體或雙向三極體結構，因此，驅動開關元件105a、105b的驅動只要為觸發信號即可。因此，驅動開關元件105a、105b的驅動電力與上述各實施形態中的驅動電力相比可減小。又，為了使驅動開關元件105a、105b非導通，只要使設置於整流部12的同步開關元件120a、120b打開即可，從而可減小用於開閉主開閉部11的驅動電力。對於二線式負載控制裝置而言，重要的課題是如何一方面穩定地確保電源、一方面可進行負載控制，因此，對其負載的穩定動作而言，理想的是負載控制裝置的驅動電力少。

(第2實施形態)

對本發明的第2實施形態的負載控制裝置進行說明。圖25是表示第1實施形態的負載控制裝置1E的構成的電路圖，圖26至圖28是表示負載控制裝置1E的各部分的信號波形的時間圖。

圖25所示的第1實施形態的負載控制裝置1E串聯地連接於交流電源2與負載3之間，且由如下的部分構成：主開閉部11，對負載3控制電源的供給；整流部12；控制部13，控制整個負載控制裝置1E；第1電源部14，用於對控制部13供給穩定的電源；第2電源部15，於對負載3停止供給電力的狀態下，對第1電源部14供給電力；第3電源部16，於對負載3供給電力時，對第1電源部14供給電力；以及輔助開閉部17，通入了負載電流之中的微小電流。又，第3電源部16中進一步設置著對輸入至第3電源部的電壓進行檢測的電壓檢測部18、以及對負載電流的過零點進行檢測的過零檢測部23。主開閉部11包括電晶體結構的開關元件11a，輔助開閉部17包括閘流體結構的開關元件17a。又，控制部13中設置著如下部件：由CPU等構成的主控制部20、第1脈衝輸出部19、第3脈衝輸出部24、以及第2脈衝輸出部21。

第1脈衝輸出部19於自電壓檢測部18接收了緩衝電容器25的充電完成信號之後輸出第1脈衝，使得主開閉部11僅於第1規定時間內導通。即，第1脈衝在自電壓檢測部18接收充電完成信號後上升，而於經過第1規定時間後下降。第3脈衝輸出部21於過零檢測部23檢測出負載電流的過零點之後，輸出第3脈衝，使得於第3規定時間內將主開閉部11限制為打開狀態。即，第3脈衝自過零檢測部23接收過零檢測信號後上升，於經過第3規定時間後下降。第2脈衝輸出部21於檢測出主開閉部11成為非導通(打開狀態)後輸出規定時間的第2脈衝信號，使得輔助開閉部17僅於第2規定時間內導通。即，第2脈衝在檢測出主開閉部11成為非導通(打開狀態)後上升，而於經過第2規定時間後下降。

即便於不對負載3供給電力即在負載控制裝置1E斷開的狀態下，電流亦自電源2經由整流部12而流至第2電源部15，故負載3中亦有微小電流流動，但該電流被抑制得較低，其程度不會使負載3發生故障，且第2電源部15的阻抗維持於高值。

對負載3進行電力供給時，降低第3電源部16的阻抗，使電流流向負載控制裝置1E的內部的電路側，從而對第1電源部14的緩衝電容器29進行充電。如上所述，第3電源部16中設置著電壓檢測部(充電監控部)18，對輸入至第3電源部16的電壓進行檢測。若電壓檢測部18檢測到輸入至第3電源部16的電壓已達到規定的臨限值，則電壓檢測部18將規定的檢測信號輸出至控制部13。若控制部13接收來自電壓檢測部18的檢測信號，則使主開閉部11於第1規定時間內導通(成為閉合狀態)。圖3中表示如下的構成例：作為控制部13的一部分，設置著使用專用的IC等而硬體式地構成的第1脈衝輸出部19，以使得根據來自電壓檢測部18的檢測信號直接輸出第1脈衝信號。或者，並不限定於已圖示的構成，亦可構成為：將自電壓檢測部18的輸出輸入至由CPU等構成的主控制部 20，且軟體式地輸出第1脈衝信號。作為使主開閉部11導通的第1規定時間，較好的是設定為較商用頻率電源的半個週期稍短的時間。

其次，經過上述第1規定時間後，於開始進行使主開閉部11成為非導通(打開狀態)的動作時，控制部13使輔助開閉部17僅於第2規定時間(例如幾百微秒)內導通(成為閉合狀態)。此動作只要使輔助開閉部17較主開閉部11稍遲地成為非導通(打開狀態)即可。又，亦可自上述主控制部20，對輔助開閉部17輸出較對主開閉部輸出的第1脈衝信號而言僅長出第2規定時間的脈衝信號。或者，亦可使用二極體或電容器來構成延遲電路。

藉由該些動作，於緩衝電容器25完成充電後，於商用電源的半個週期中的大部分時間內由主開閉部11對負載3供給電力，之後，通電電流減少後，自輔助開閉部17對負載3供給電力。此外，輔助開閉部17包括閘流體結構的開關元件17a，因此，於電流值為零的時點(過零點)成為非導通(打開狀態)。若輔助開閉部17成為非導通(打開狀態)，則電流再次流至第3電源部16，故以商用電源的每半個週期重複進行上述動作。

圖26表示高負載時的負載控制裝置1E的各部分的信號波形，圖27以及圖28表示低負載時的負載控制裝置1E的各部分的信號波形。此外，圖27表示假定僅使用上述第1脈衝來控制主開閉部11的情形，圖28表示使用上述第1脈衝以及第3脈衝來控制主開閉部11的情形。

當高負載時即連接的負載3為高容量時，如圖26所示，緩衝電容器25於短時間內充電，於該充電完成之後，於商用電源的半個週期中的大部分時間內，由主開閉部11來對負載3供給電力。此時，設定第1規定時間，以使於電流值為零的時點(過零點)之前主開閉部11為非導通，因此不會使主開閉部11超越過零點而成導通狀態。

然而，當低負載時即連接的負載3為低容量時，負載電流較小，故充電需要較多的時間。因此，如圖27所示，自過零檢測部23檢測出過零的時間起、直至電壓檢測部18檢測出充電完成為止的時間變長，第1脈衝的上升延遲。第1規定時間是對應於上述高負載時的情況而設定，故而，若第1脈衝的上升過度延遲，則於負載電流超越了過零點之後，第1脈衝下降。因此，於僅使用第1脈衝來控制主開閉部11的情況下，低負載時主開閉部11超越該過零點而成為導通狀態，每半個週期的充電動作不穩定。

因此，本實施形態中，使用自第3脈衝輸出部24輸出的第3脈衝，於第3規定時間內將主開閉部11限制為打開狀態。第3脈衝於接收到過零檢測部23檢測出過零的信號後上升，於經過第3規定時間後下降。該第3規定時間設定為較負載電流的半個週期更短。

自第1脈衝輸出部19輸出的第1脈衝以及自第3脈衝輸出部24輸出的第3脈衝被輸入至控制部13。控制部13包括AND電路25a，獲取第1脈衝以及第3脈衝的邏輯積，並輸出至主開閉部11。藉此，主開閉部11僅於第1 脈衝上升的第1規定時間與第3脈衝上升的第3規定時間重複的時間內閉合。如上所述，第3脈衝於過零檢測部23檢測出過零點的時間點上升，而於較負載電流的半個週期更短的第3規定時間內下降，因此，即便檢測出緩衝電容器29的充電完成的時間點、即，在第1規定時間開始時的時間點之後產生偏差，亦不會使主開閉部11超越電源頻率的過零點而成為閉合狀態。藉此，確實可以每半個週期進行充電，從而使得動作穩定。該些動作是針對負載電流進行的，故而，即便主開閉部11由具有電晶體結構的開關元件11a而構成，負載3的功率因數亦並不限定於1，從而可實現適合於螢光燈以及白熾燈中的任一種的二線式負載控制裝置，而且，因主開閉部是雙閘極型電晶體構成的開關元件，故負載控制裝置亦可實現小型‧大容量化。

根據本第2實施形態的負載控制裝置1E，若電壓檢測部18檢測到輸入至第3電源部16的電壓已達到規定的臨限值，則控制部13使主開閉部11於第1規定時間內導通(成為閉合狀態)，因此於商用電源的半個週期中的大部分時間內，由主開閉部11來對負載供給電力。又，即便是於此第1規定時間內，若經過第3規定時間，則控制部13亦使主開閉部11成為非導通(成為打開狀態)，因此，即便例如於低負載時第1規定時間開始的時間點延遲，於負載電流為零之前主開閉部11亦會成為非導通。藉此，主開閉部11不會超越負載電流的過零而導通，故而，可於交流電源的半個週期的期間內確實地進行充電。

又，於經過第1規定時間後，當主開閉部11成為非導通時，僅於第2規定時間內使輔助開閉部17導通，因此在商用電源的半個週期中的大部分時間內由主開閉部來對負載供給電力之後，通電電流減少，之後，自輔助開閉部17來對負載供給電力。該些動作是針對負載電流進行的，故而，即便主開閉部11由具有電晶體結構的開關元件11a而構成，負載的功率因數亦並不限定於1，從而可實現適合於螢光燈以及白熾燈中的任一種的二線式負載控制裝置。又，負載控制裝置執行動作時所產生的雜訊的位準(level)被抑制得較低，因此可實現小型且適用的負載的範圍較廣的負載控制裝置。

(第3實施形態)

對本發明的第3實施形態的負載控制裝置進行說明。圖29是表示第2實施形態的負載控制裝置1F的構成的電路圖。負載控制裝置1F與第2實施形態的負載控制裝置1E的不同之處在於：進一步包括用於對輔助開閉部17中流動的電流進行檢測的電流檢測部22、以及根據自電流檢測部22輸出的信號等而執行動作的OR電路25b，其他方面均相同。OR電路25b設置於控制部13的AND電路25a的後段。

期望該輔助開閉部17是以對原來電流的過零點進行檢測為目的，而並不以通電為主要目的，且由小型的開關元件而構成。然而，若於商用電源中頻率產生漂移、或使負載控制裝置在50 Hz與60 Hz下均可執行動作，則自主開閉部成為非導通後直至電流的過零點為止的時間增長，且於負載電流變得充分小之前開始對輔助開閉部通電。又，當負載過大時，可能出現如下情況：即便輔助開閉部的通電時間相同，通電損耗亦會增大，而使得構成輔助開閉部17的開關元件破損。因此，第3實施形態中，藉由電流檢測部22而對輔助開閉部17中流動的電流值進行檢測，於流動著超過輔助開閉部17容許的電流值的電流時，再次使主開閉部11僅於短時間(第4規定時間)內導通(成為閉合狀態)，其後，於主開閉部11成為非導通(打開狀態)時再次使輔助開閉部17導通。

更具體而言，當電流檢測部22檢測出流動著超過輔助開閉部17容許的電流值的電流時，將表示該意思的信號輸出至控制部13的OR電路25b。OR電路25b接收了來自上述AND電路25a的輸出信號或來自電流檢測部22的輸出信號中的任一輸入時，使主開閉部11僅於短時間內導通，從而保護輔助開閉部17。藉由如此重複切換主開閉部11與輔助開閉部17，來防止輔助開閉部17的開關元件的破損，並且提高對於商用電源的種類的對應性、或提高對於過載的對應性。

根據該第3實施形態的負載控制裝置1F，若電流檢測部22檢測到輔助開閉部17中流動著超過容許值的電流，則使主開閉部暫時導通(成為閉合狀態)，其後，使之成為非導通狀態。藉此，防止輔助開閉部17的開關元件破損，並且可利用小型的開關元件構成輔助開閉部17，而使負載控制裝置實現小型化，從而提高對於商用電源的種類的對應性、或提高對於過載的對應性。

此外，本發明並不限定於上述實施形態的構成，至少可為如下的構成：控制部13根據自電壓檢測部18接收緩衝電容器25的充電完成信號且由第1脈衝輸出部輸出的第1脈衝、與自過零檢測部23接收負載電流的過零點的檢測信號且由第3脈衝輸出部輸出的第3脈衝的邏輯積，來控制主開閉部11的動作。又，本發明可進行各種變形，例如亦可為如下構成：第3脈衝使來自過零檢測部23的輸出輸入至由CPU等構成的主控制部20，且軟體式地輸出第1脈衝信號。

(第4實施形態)

其次，參照圖30，對本發明的第4實施形態的負載控制裝置1G進行說明。負載控制裝置1G的基本構成亦可採用上述各實施形態及其變形例中的任一種構成。

第4實施形態的負載控制裝置1G是為了控制例如辦公大樓(office building)或商業設施等的非住宅中的多個照明器具而使用的，例如在設置於遠離照明裝置的場所的控制板(control board)上配設著多個。而且，構成為，接收來自設置於遠離控制板的場所的操作開關(未圖示)等的遠程控制信號(remote control signal)27，來對負載控制裝置1G的接通、斷開進行控制。因此，主控制部20上經由配線而連接著操作開關，當於主控制部20識別出與遠程控制信號27重疊的自身的位址(address)時，由主控制部20輸出控制信號。

圖31表示第4實施形態的負載控制裝置1G的變形例的構成。該變形例中，主控制部20上進一步連接著由整流電路構成的第4電源部26，對自遠程控制信號27而獲得的電力進行整流，從而確保主控制部20(或控制部13)的電源。如上所述，二線式負載控制裝置中，即便於負載控制裝置斷開的狀態下，亦為了確保主控制部20的電源而設置第2電源部15，故而負載3中一直流動著微弱的電流。然而，就像此變形例中所述，因另外確保主控制部20的電源，故無需第2電源部15，因此，於負載控制裝置1G斷開的狀態下，負載3中完全無電流流動，從而可防止負載3的劣化及故障。

(第5實施形態)

對本發明的第5實施形態的負載控制裝置進行說明。圖32中表示使用了本發明的第1實施形態的負載控制裝置的負載控制系統(system)30。負載控制系統30由多個負載控制裝置1、以及遙控該些負載控制裝置1的母控制部31等構成。連接於母控制部31的負載控制裝置1的數量可適當地設定。各負載控制裝置1與母控制部31是有線連接，但亦可無線連接。各負載控制裝置1接收自母控制部31發送的控制信號，且根據此信號而分別對連接的負載3進行控制。母控制部31對各負載控制裝置1的主控制部20發送控制信號。於自母控制部31發送的控制信號中添附著與任一負載控制裝置1對應的位址信號。各負載控制裝置1若接收到添附著賦予自身的位址信號而發送的控制信號，則會根據此控制信號而執行動作，來對負載3進行控制。圖32中，作為連接於母控制部31的負載控制裝置1，並不限定於第1實施例的負載控制裝置1H，亦可為下述第2實施例中的負載控制裝置1I至第5實施例的負載控制裝置1L。又，亦可構成為將該些負載控制裝置1H至1L適當組合而連接於母控制部31。

(第1實施例)

圖33是表示第5實施形態中所使用的負載控制裝置1的第1實施例的負載控制裝置1H的構成的電路圖，圖34A及圖34B是表示負載控制裝置1H的各部分的信號波形。圖33所示的第1實施例的負載控制裝置1H串聯地連接於交流電源2與負載3之間，且由如下的部分構成：主開閉部11，對負載3控制電源的供給；整流部12；控制部13，控制整個負載控制裝置1H；第1電源部14，對控制部13供給穩定的電源；第3電源部16，於對負載3供給電力時，對第1電源部14供給電力；獨立電源部26，於對負載3停止供給電力的狀態下，對第1電源部14供給電力；接收部16a，接收自母控制部31發送的控制信號；以及輔助開閉部17，通入了負載電流之中的微小電流。又，第3電源部16中進一步設置著對輸入至第3電源部16的電壓進行檢測的電壓檢測部18。主開閉部11包括電晶體結構的開關元件11a，輔助開閉部17包括閘流體結構的開關元件17a。

自母控制部31經常送出用於遙控任一負載控制裝置1H的控制信號(脈衝信號)。負載控制裝置1H的接收部16a接收此控制信號，且將其傳送至主控制部20。接收部16a所接收的控制信號亦傳送至獨立電源部26。獨立電源部26對構成控制信號的脈衝電流進行整流，且對第1電源部14(即，主控制部20)供給電力。該控制信號經常自母控制部31送出而與負載3的動作無關，故而，即便在不對負載3供給電力時，亦會自獨立電源部26對第1電源部14供給電力。即，獨立電源部26獨立於與負載3串聯地連接的交流電源2而對第1電源部14供給電力。

另一方面，於對負載3供給電力時，降低第3電源部16的阻抗，使電流流向負載控制裝置1E的內部的電路側，從而對第1電源部14的緩衝電容器25進行充電。如上所述，第3電源部16中設置著電壓檢測部(充電監控部)18，對輸入至第3電源部16的電壓進行檢測。若電壓檢測部18檢測到輸入至第3電源部16的電壓已達到規定的臨限值，則電壓檢測部18輸出規定的檢測信號。若控制部13接收來自電壓檢測部18的檢測信號，則使主開閉部11於第1規定時間內導通(成為閉合狀態)。圖33中表示如下的構成例：作為控制部13的一部分，設置著使用專用的IC等而硬體式地構成的第1脈衝輸出部19，以使得根據來自電壓檢測部18的檢測信號而直接輸出第1脈衝信號。或者，並不限定於已圖示的構成，亦可構成為：使來自電壓檢測部18的輸出輸入至由CPU等構成的主控制部20，且軟體式地輸出第1脈衝信號。作為使主開閉部11導通的第1規定時間，較好的是設定為較商用頻率電源的半個週期稍短的時間。

其次，經過上述第1規定時間後，於開始進行使主開閉部11成為非導通(打開狀態)的動作時，控制部13使輔助開閉部17僅於第2規定時間(例如幾百微秒)內導通(成為閉合狀態)。此動作只要使輔助開閉部17較主開閉部11稍遲地成為非導通(打開狀態)即可，圖33中表示如下的示例：作為控制部13的一部分，設置著輸出規定時間的第2脈衝信號的第2脈衝輸出部21，以使得檢測出主開閉部11成為非導通(打開狀態)後，使輔助開閉部17僅於第2規定時間內導通。又，亦可自上述主控制部20對輔助開閉部17輸出較對主開閉部11輸出的第1脈衝信號而言僅長出第2規定時間的脈衝信號。或者，亦可使用二極體或電容器來構成延遲電路。

本實施例的負載控制裝置中，主要部分的信號波形的時間點與圖4相同，故省略說明。此外，圖34A中表示功率因數為1的情況下的波形，圖34B中表示功率因數不為1的情況下的波形。

(第2實施例)

其次，對本發明的第5實施形態中所使用的負載控制裝置的第2實施例進行說明。圖35是表示第2實施例的負載控制裝置1I的構成的電路圖。將圖33與圖35相比可知，第2實施例的負載控制裝置1I與第1實施形態的負載控制裝置1H的不同之處在於：進一步包括用於對流動於輔助開閉部17的電流進行檢測的電流檢測部22。其他方面均相同。

如圖16所示的先前例中的說明所述，期望輔助開閉部是以對原來電流的過零點進行檢測為目的，而並不以通電為主要目的，且由小型的開關元件而構成。然而，若於商用電源中頻率產生漂移、或使負載控制裝置在50 Hz與60 Hz下均可執行動作，則自主開閉部成為非導通後直至電流的過零點為止的時間增長，於負載電流變得充分小之前開始對輔助開閉部通電。又，當負載過大時，可能出現如下的情況：即便輔助開閉部的通電時間相同，通電損耗亦會增大，而使得構成輔助開閉部的開關元件破損。因此，第2實施例中，藉由電流檢測部22而對輔助開閉部17中流動的電流值進行檢測，於流動著超過輔助開閉部17容許的電流值的電流時，再次使主開閉部11僅於短時間內導通(成為閉合狀態)，其後，於主開閉部11成非導通(打開狀態)時再次使輔助開閉部17導通。藉由如此重複切換主開閉部11與輔助開閉部17，來防止輔助開閉部17的開關元件破損，並且提高對於商用電源的種類的對應性、或提高對於過載的對應性。圖36中表示第2實施例的負載控制裝置1I執行動作時的波形。

(第3實施例)

其次，對本發明的第5實施形態中所使用的負載控制裝置的第3實施例進行說明。圖37是表示第3實施例的負載控制裝置1J的構成的電路圖。與圖35相比，第3實施例的負載控制裝置1J基本上與上述第1以及第2實施例的負載控制裝置1H、1I相同，而不同之處在於：構成主開閉部11的開關元件11b是由可雙向控制的橫置式電晶體元件而構成。此外，圖37是以圖35所示的第2實施形態的負載控制裝置1I的構成為標準，但並不限定於此，亦可與圖33所示的第1實施例的負載控制裝置1H相同地構成。

圖38表示可雙向控制的橫置式電晶體元件的概略構成。此種橫置式電晶體元件被稱作高電子移動性電晶體(High Electron Mobility Transistor，HEMT)，利用產生於AlGaN/GaN異質(hetero)界面上的二維電子氣體(electron gas)層來作為通道(channel)層，且基板的表面上形成著電極D1及電極D2、以及控制電極(閘極)G，該些電極D1及電極D2分別串聯地連接於電源2以及負載3，該控制電極(閘極)G對上述電極D1以及電極D2進行控制、使上述電極D1以及電極D2於通電斷開時能維持高耐電壓。作為控制電極G，例如可使用蕭特基(Schottky)電極。

於主開閉部11非導通(打開狀態)時，自控制部13對控制電極G施加低位準(Low level)的信號，但該控制電極G的電位較主開閉部11的最低電位而言，僅高出整流部12的1個二極體。此處，只要充分地高於1個上述二極體的電位，則切換主開閉部11的導通(閉合狀態)/非導通(打開狀態)的臨限值可確實地維持非導通(打開狀態)。另一方面，於主開閉部11為導通狀態(閉合狀態)的情況下，進行與上述第1至3實施例的情形相同的動作。因此，可利用由幾V的控制信號而驅動的控制部13，來直接控制高電壓的商用電源。又，如此，藉由使用電子移動度較高的HEMT，可使二線式負載控制裝置1J實現小型高容量化。

(第4實施例)

其次，對本發明的第5實施形態中所使用的負載控制裝置的第4實施例進行說明。圖39是表示第4實施例的負載控制裝置1K的構成的電路圖。第4實施例的負載控制裝置1K基本上與上述第1至第3實施例的負載控制裝置1H~1J相同，但不同之處在於：構成主開閉部11的開關元件11a是由可雙向控制的新穎的橫置式電晶體元件而構成。此外，圖39是以圖37所示的第3實施例的負載控制裝置1J的構成為標準，但並不限定於此，亦可與圖33所示的第1實施例的負載控制裝置1H或圖35所示的第2實施例的負載控制裝置1I相同地構成。

圖40是表示開關元件11a的構成的平面圖，圖41是該圖40的A-A剖面圖。如圖41所示，開關元件11a的基板120由導體層120a、積層於導體層120a上的GaN層120b、以及AlGaN層120c構成。該開關元件11a中，利用產生於AlGaN/GaN異質界面上的二維電子氣體層來作為通道層。如圖40所示，於基板120的表面120d上形成著分別串聯地連接於電源2及負載3的第1電極D1及第2 電極D2、以及相對於第1電極D1的電位及第2電極D2的電位而言為中間電位的中間電位部S。此外，於中間電位部S上積層形成著控制電極(閘極)G。作為控制電極G，例如使用蕭特基電極。第1電極D1以及第2電極D2為分別包括彼此平行排列的多個電極部111、112、113……以及121、122、123……的梳齒狀，且配置成以梳齒狀排列的電極部彼此相互對向。中間電位部S以及控制電極G分別配置於以梳齒狀排列的電極部111、112、113……以及121、122、123……之間，且具有與形成於電極部之間的空間的平面形狀相似的形狀(大致為魚背骨狀)。

其次，對構成開關元件11a的橫置式的電晶體結構進行說明。如圖40所示，第1電極D1的電極部111與第2電極D2的電極部121配置成其等的寬度方向上的中心線位於同一線上，中間電位部S的對應部分以及控制電極G的對應部分設置成分別平行於第1電極D1的電極部111以及第2電極D2的電極部121的排列。上述寬度方向上的、第1電極D1的電極部111、第2電極D2的電極部121與中間電位部S的對應部分以及控制電極G的對應部分的距離設定為可維持規定的耐電壓的距離。在與上述寬度方向正交的方向、即，第1電極D1的電極部111與第2電極D2的電極部121的長度方向上亦相同。又，該些關係對其他的電極部112以及122、113以及123……而言亦相同。即，中間電位部S以及控制電極G配置在相對於第1電極D1以及第2電極D2可維持規定的耐電壓的位置。

如此，相對於第1電極D1的電位以及第2電極D2的電位而言為中間電位的中間電位部S、以及連接於該中間電位部S且用於對中間電位部S進行控制的控制電極G，配置在相對於第1電極D1以及第2電極D2可維持規定的耐電壓的位置，因此，例如當第1電極D1為高電位側、第2電極D2為低電位側時，於雙向開關元件11a斷開時、即，控制電極G上被施加0 V的信號時，至少在第1電極D1與控制電極G以及中間電位部S之間，電流確實被切斷(電流於控制電極(閘極)G的正下方被阻止)。另一方面，於雙向開關元件11a接通時、即，於控制電極G上被施加規定的臨限值或規定的臨限值以上的電壓的信號時，如圖40中的箭頭所示，於第1電極D1(電極部111、112、113……)、中間電位部S、第2電極D2(電極部121、122、123……)的路徑上流動著電流。與此相反的情況下亦相同。

如此，藉由在相對於第1電極D1以及第2電極D2可維持規定的耐電壓的位置上形成中間電位部S，即便使施加於控制電極G的信號的臨限值電壓降低至必需的最低限的位準為止，亦可確實地使開關元件11a接通/斷開，從而可實現低接通電阻。而且，藉由使用此新穎的開關元件11a來構成主開閉部11，根據控制信號使基準(GND)的電位與中間電位部S相同，藉此，可利用由幾V的控制信號而驅動的控制部13，來直接控制高電壓的商用電源。又，與上述第3實施例的情形相比，不會受到因整流部12 的二極體所引起的電壓降下的影響，因此，即便降低切換主開閉部11的導通(閉合狀態)/非導通(打開狀態)的臨限值電壓，亦可確實地維持非導通(打開狀態)。此外，在利用產生於異質界面上的二維電子氣體層來作為通道層的橫置式電晶體元件中，使元件非導通的臨限值電壓的高電位化與導通時的接通電阻具有相反關係，故若可降低臨限值電壓則可維持較低的接通電阻，隨之，負載控制裝置可實現小型高容量化。

(第6實施形態)

其次，對本發明的第6實施形態的負載控制裝置進行說明。圖42是表示第6實施形態的負載控制裝置1L的構成的電路圖。第6實施形態的負載控制裝置1L基本上與上述第5實施形態的負載控制裝置1H~1K相同，但不同之處在於：第3電源部16中包括過零檢測部23，且控制部13中包括第3脈衝輸出部24。此外，圖42是以圖35所示的第2實施例的負載控制裝置1I的構成為標準，但並不限定於此，亦可與圖33所示的第1實施例的負載控制裝置1H、圖37所示的第3實施例的負載控制裝置1J或圖39所示的第4實施例的負載控制裝置1K相同地構成。

過零檢測部23對負載電流的過零點進行檢測，將表示該意思的過零檢測信號輸出至第3脈衝輸出部24。第3脈衝輸出部24若自過零檢測部23接收到上述過零檢測信號的輸入，則會輸出第3脈衝。第3脈衝自過零檢測部23接收到過零檢測信號後上升，而於經過第3規定時間後下降。第3規定時間設定為小於負載電流的半個週期。

自第1脈衝輸出部19輸出的第1脈衝以及自第3脈衝輸出部24輸出的第3脈衝被輸入至控制部13。控制部13包括AND電路25a，獲取第1脈衝以及第3脈衝的邏輯積，並經由OR電路25b而將其輸出至主開閉部11。OR電路25b設置於控制部13的AND電路25a的後段。OR電路25b於接收到來自上述AND電路25a的輸出信號或來自電流檢測部22的輸出信號中的任一輸入時，使主開閉部11僅於短時間內導通，來保護輔助開閉部17。

如上所述，主開閉部11僅在第1脈衝上升的第1規定時間與第3脈衝上升的第3規定時間重複的時間內閉合。第3脈衝於過零檢測部23檢測出過零點後的時間點上升，而於較負載電流的半個週期更短的第3規定時間下降，因此，即便檢測出緩衝電容器25的充電完成的時間點、即，在第1規定時間開始的時間點之後產生偏差，主開閉部11亦不會超越電源頻率的過零點而成為閉合狀態。藉此，可以每半個週期確實進行充電，從而使得動作穩定。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H、1I、1J、1K、1L、50、60‧‧‧負載控制裝置

2‧‧‧交流電源

3‧‧‧負載

10‧‧‧驅動電路

11、51、61‧‧‧主開閉部

11a、51a、61a‧‧‧主開關元件

11b、11c‧‧‧開關元件

12、52、62‧‧‧整流部

13、53、63‧‧‧控制部

14、54、64‧‧‧第1電源部

15、55、65‧‧‧第2電源部

16、56、66‧‧‧第3電源部

16a‧‧‧接收部

17、57‧‧‧輔助開閉部

17a‧‧‧輔助開關元件

18‧‧‧電壓檢測部

19‧‧‧第1脈衝輸出部

20‧‧‧主控制部

21‧‧‧第2脈衝輸出部

22‧‧‧電流檢測部

23‧‧‧電壓過零檢測部

24‧‧‧第3脈衝輸出部(驅動許可信號輸出部)

25、29、54a‧‧‧緩衝電容器

25a‧‧‧AND電路

25b‧‧‧OR電路

26‧‧‧第4電源部

27‧‧‧遠程控制信號

30‧‧‧負載控制系統

31‧‧‧母控制部

56a‧‧‧齊納二極體

58‧‧‧線圈

67‧‧‧過零檢測部

101、102‧‧‧光絕緣半導體開關元件

101a、102a‧‧‧發光部

101b、102b‧‧‧光接收部

103‧‧‧變壓器(電磁耦合元件)

103a‧‧‧1次側線圈

103b、103c‧‧‧2次側線圈

104a、104b‧‧‧整流電路

105‧‧‧振盪電路

105a、105b‧‧‧驅動開關元件

111、112、113、121、122、123‧‧‧電極部

120‧‧‧基板

120a‧‧‧導體層

120b‧‧‧GaN層

120c‧‧‧AlGaN層

120d‧‧‧表面

D1‧‧‧第1電極

D2‧‧‧第2電極

G‧‧‧控制電極(閘極)

G1、G2‧‧‧閘電極

S‧‧‧中間電位部

圖1A是具有1處耐電壓部的橫置式雙閘極電晶體結構的主開關元件的電路圖，圖1B是於將2個MOSFET型電晶體元件反方向連接的情況下的電路圖。

圖2是橫置式雙閘極電晶體結構的主開關元件的縱剖面圖。

圖3是說明本發明的第1實施形態的負載控制裝置的基本構成的電路圖。

圖4是表示第1實施形態的負載控制裝置的各部分的信號波形的時間圖。

圖5是本發明的第1實施形態的負載控制裝置中的驅動電路的第1實施例的電路圖。

圖6是圖5中的驅動電路的放大圖。

圖7是表示負載控制裝置中的第1實施例的驅動電路的變形例的電路圖。

圖8是圖7中的驅動電路的放大圖。

圖9是本發明的第1實施形態的負載控制裝置中的驅動電路的第2實施例的電路圖。

圖10是圖9中的驅動電路的放大圖。

圖11是表示負載控制裝置的第2實施例的驅動電路的具體構成例的電路圖。

圖12是圖11中的驅動電路的放大圖。

圖13是表示負載控制裝置的第2實施例的驅動電路的變形例的電路圖。

圖14是圖13中的驅動電路的放大圖。

圖15是表示負載控制裝置的第2實施例的驅動電路的另一變形例的電路圖。

圖16是圖15中的驅動電路的放大圖。

圖17是負載控制裝置的第3實施例的驅動電路的電路圖。

圖18是圖17中的驅動電路的放大圖。

圖19是本發明的第1實施形態的負載控制裝置的變形例的電路圖。

圖20是第1實施形態的負載控制裝置的另一變形例的電路圖。

圖21是表示圖20中的負載控制裝置的各部分的信號波形的時間圖。

圖22是表示第1實施形態的的負載控制裝置的又另一變形例的電路圖。

圖23是圖22中的驅動電路的放大圖。

圖24是表示圖22的負載控制裝置的各部分的信號波形的時間圖。

圖25是表示本發明的第2實施形態的負載控制裝置的構成的電路圖。

圖26是表示第2實施形態的負載控制裝置在高負載時的各部分的信號波形的時間圖。

圖27是表示第2實施形態的負載控制裝置在低負載時的各部分的信號波形的時間圖。

圖28是表示假設第2實施形態的負載控制裝置在低負載時、將第3規定時間用於主開閉部的控制的情況下的各部分的信號波形的時間圖。

圖29是本發明的第3實施形態的負載控制裝置的電路圖。

圖30是本發明的第4實施形態的負載控制裝置的電路圖。

圖31是表示第4實施形態的負載控制裝置的變形例的電路圖。

圖32是使用了本發明的第5實施形態的負載控制裝置的負載控制系統的方塊圖(block diagram)。

圖33是表示本發明的第5實施形態的負載控制裝置的第1實施例的構成的電路圖。

圖34A及圖34B是表示第5實施形態的負載控制裝置執行動作時的波形的圖，圖34A表示當功率因數為1時的波形，圖34B表示當功率因數不為1時的波形。

圖35是表示本發明的第5實施形態的負載控制裝置的第2實施例的構成的電路圖。

圖36是表示圖35的負載控制裝置執行動作時的波形的圖。

圖37是表示本發明的第5實施形態的負載控制裝置的第3實施例的構成的電路圖。

圖38是表示第3實施例的負載控制裝置的主開閉部中使用的主開關元件的概略構成的剖面圖。

圖39是表示本發明的第5實施形態的負載控制裝置的第4實施例的構成的電路圖。

圖40是表示第4實施例的負載控制裝置的主開閉部中使用的開關元件的構成的平面圖。

圖41是圖40中A-A線的剖面圖。

圖42是表示本發明的第6實施形態的負載控制的構成的電路圖。

圖43是表示第6實施形態的負載控制裝置在低負載時、將第3規定時間用於主開閉部的控制的情況下的各部分的信號波形的時間圖。

圖44是表示第1先前例的負載控制裝置的構成的電路圖。

圖45是表示第2先前例的負載控制裝置的構成的電路圖。

1‧‧‧負載控制裝置

2‧‧‧交流電源

3‧‧‧負載

10‧‧‧驅動電路

11‧‧‧主開閉部

11a‧‧‧主開關元件

12‧‧‧整流部

13‧‧‧控制部

14‧‧‧第1電源部

15‧‧‧第2電源部

16‧‧‧第3電源部

17‧‧‧輔助開閉部

18‧‧‧電壓檢測部

19‧‧‧第1脈衝輸出部

20‧‧‧主控制部

21‧‧‧第2脈衝輸出部

22‧‧‧電流檢測部

25‧‧‧緩衝電容器

Claims

一種負載控制裝置，是串聯地連接於交流電源與負載之間的二線式負載控制裝置，其特徵在於包括：主開閉部，串聯地連接於電源以及負載，包括1處對連接點分別施加控制電壓的閘極，且包括具有1處耐電壓部的橫置式雙閘極電晶體結構的主開關元件，以對負載控制電源的供給；輔助開閉部，包括閘流體結構的輔助開關元件，於上述主開閉部非導通時，對負載控制電源的供給；控制部，控制上述主開閉部以及上述輔助開閉部的開閉；第1電源部，自上述主開閉部的兩端經由整流部而被供給電力，以對上述控制部供給穩定的電力；第2電源部，自上述主開閉部的兩端經由整流部而被供給電力，於停止對負載供給電力時，對上述第1電源部供給電源；驅動電路，驅動上述主開閉部；第3電源部，於上述主開閉部或上述輔助開閉部為閉合狀態下，對負載進行電力供給時，對上述第1電源部供給電源；以及電壓檢測部，對輸入至上述第3電源部的電壓進行檢測，且上述控制部進行如下控制，即，於對負載供給電力時，若上述電壓檢測部檢測到輸入至上述第3電源部的電壓達到規定的臨限值，則使上述主開閉部於第1規定時間內導通，並且，於上述主開閉部非導通時使上述輔助開閉部於第2規定時間內導通。
如申請專利範圍第1項所述之負載控制裝置，其中上述驅動電路根據來自上述控制部的驅動信號，以分別連接於上述交流電源以及上述負載的點的電位為基準，將與上述控制部電性絕緣的電力供給至上述主開關元件的閘極部，以驅動上述主開關元件。
如申請專利範圍第2項所述之負載控制裝置，其中上述驅動電路是由對應於上述主開關元件的雙閘極而設的2個包括發光部以及受光部的光絕緣半導體開關元件而構成，上述發光部連接於上述控制部並輸入了驅動信號，上述受光部於自上述發光部輸出的光入射時進行光電轉換，且以如下方式連接，即，於上述受光部發出的電力分別以上述交流電源以及上述負載所連接的點為基準而對上述主開關元件的閘極端子施加正的電位。
如申請專利範圍第1項所述之負載控制裝置，其中上述驅動電路是由對應於上述主開關元件的雙閘極而設的2個連接於第1電源部的二極體、一端連接於各電力線而另一端連接於上述二極體的電容器、以及連接在上述二極體與上述電容器的連接點與上述主開閉部的主開關元件的各閘極端子之間的驅動開關元件而構成，根據來自上述控制部的信號而使上述驅動開關元件導通，藉此來對上述主開閉部供給驅動電力。
如申請專利範圍第4項所述之負載控制裝置，其中上述驅動電路中的驅動開關元件是由自上述控制部根據驅動信號而輸出光的發光部、接收自上述發光部輸出的光而導通的受光部構成的光絕緣半導體開關元件；藉由使上述受光部導通，而利用上述第1電源的電力來對上述主開閉部供給驅動電力。
如申請專利範圍第3項或第5項所述之負載控制裝置，其中上述驅動電路中的2個上述光絕緣半導體開關元件的發光部串聯地連接著。
如申請專利範圍第2項所述之負載控制裝置，其中上述驅動電路由包括連接於上述控制部的1次側線圈、以及對應於上述主開關元件的雙閘極而設的經由整流電路而連接於上述主開關元件的閘電極的2個2次側線圈的變壓器而構成，於根據來自上述控制部的驅動信號而使交流電流流動於上述1次側線圈時，藉由對在上述2次側線圈中產生的電動勢進行整流後所得的電力，分別以上述交流電源以及上述負載所連接的點為基準，對上述主開關元件的閘極端子施加正的電位。
如申請專利範圍第4項或第5項所述之負載控制裝置，其中上述驅動電路更包括電容器，該電容器連接在上述主開關元件的閘電極以及上述驅動開關元件所連接的連接點、與成為上述閘電極的基準的電力線之間。
如申請專利範圍第1項、第4項或第5項所述之負載控制裝置，其中包括連接在上述整流部的交流線所連接的點與其負輸出點之間的同步開關元件，且與閉合上述主開閉部的動作同步地進行閉合上述同步開關元件的動作。
如申請專利範圍第9項所述之負載控制裝置，其中上述驅動開關元件具有閘流體或雙向三極體結構，上述驅動開關元件以與上述負載控制裝置中的任一電源部絕緣的信號而被驅動。
如申請專利範圍第1項或第2項所述之負載控制裝置，其中上述第3電源部包括：電壓檢測部，檢測出輸入至上述第3電源部的電壓已達到規定的臨限值，且向控制部輸出信號；以及電壓過零檢測部，檢測出輸入至上述第3電源部的電壓的過零，且向控制部輸出信號，上述控制部更包括：脈衝信號輸出部，若自上述電壓檢測部輸入信號，則輸出使上述主開閉部於第1規定時間內導通的脈衝信號；以及脈衝信號輸出部，若輸入來自上述電壓過零檢測部的信號，則僅於第3規定時間內輸出脈衝信號，且僅於發出來自上述電壓檢測部的信號與來自電壓過零檢測部的信號該兩者期間，輸出驅動信號，以使上述主開閉部閉合。
如申請專利範圍第1項或第2項所述之負載控制裝置，其中上述控制部根據遠程控制信號而動作。
如申請專利範圍第12項所述之負載控制裝置，其中更包括連接於上述第1電源部且對上述遠程控制信號進行整流的第4電源部；於傳送了上述遠程控制信號時，將上述遠程控制信號的電力經由上述第4電源部而供給至上述第1電源部，啟動上述控制部，並且，上述控制部在識別出上述遠程控制信號中所含的自身的位址時，上述控制部使上述第3電源部動作，並進行驅動上述主開閉部而對負載供給電力的動作。
一種負載控制裝置，其特徵在於包括：主開閉部，包括電晶體結構的開關元件，對負載控制電源的供給；輔助開閉部，包括閘流體結構的開關元件，於上述主開閉部非導通時，對負載控制電源的供給；控制部，控制上述主開閉部以及上述輔助開閉部的開閉；第1電源部，自上述主開閉部的兩端經由整流部而被供給電力，對上述控制部供給穩定的電力；第2電源部，自上述主開閉部的兩端經由整流部而被供給電力，於停止對負載的電力供給時對上述第1電源部供給電源；以及第3電源部，於上述主開閉部或上述輔助開閉部為閉合狀態下，對負載的電力供給時，對上述第1電源部供給電源，上述第3電源部包括對輸入的電壓進行檢測的電壓檢測部、以及對負載電流的過零點進行檢測的過零檢測部，且上述控制部於對負載供給電力時，僅於第1規定時間與第3規定時間重複的時間內使上述主開閉部導通，上述第1規定時間是自上述電壓檢測部檢測到輸入至上述第3電源部的電壓已達到規定的臨限值時開始計數，上述第3規定時間是於上述過零檢測部檢測出負載電流的過零點後開始計數、且小於負載電流的半個週期。
如申請專利範圍第14項所述之負載控制裝置，其中上述控制部於上述主開閉部非導通時，使上述輔助開閉部於第2規定時間內導通。
如申請專利範圍第15項所述之負載控制裝置，其中更包括對流動於上述輔助開閉部的電流進行檢測的電流檢測部；上述控制部進行如下控制，即，若規定的臨限值或規定的臨限值以上的電流流動於上述輔助開閉部，則暫時使上述主開閉部為導通狀態，其後，當上述主開閉部非導通時，使上述輔助開閉部導通。
一種負載控制裝置，其特徵在於包括：主開閉部，包括電晶體結構的開關元件，對負載控制電源的供給；輔助開閉部，包括閘流體結構的開關元件，於上述主開閉部非導通時，對負載控制電源的供給；控制部，控制上述主開閉部以及上述輔助開閉部的開閉；第1電源部，自上述主開閉部的兩端經由整流部而被供給電力，對上述控制部供給穩定的電壓；第3電源部，於上述主開閉部或上述輔助開閉部為閉合狀態下，對負載供給電力時，對上述第1電源部供給電源；接收部，接收自外部傳送而來的控制信號；以及獨立電源部，對由上述接收部而接收的控制信號進行整流，以對上述第1電源部供給電力。
如申請專利範圍第17項所述之負載控制裝置，其中更包括對輸入至上述第3電源部的電壓進行檢測的電壓檢測部；上述控制部進行如下控制，即，於對負載供給電力時，若上述電壓檢測部檢測到輸入至上述第3電源部的電壓到達規定的臨限值，則使上述主開閉部於第1規定時間內導通，並且，於上述主開閉部非導通時，使上述輔助開閉部於第2規定時間內導通。
如申請專利範圍第18項所述之負載控制裝置，其中更包括對流動於上述輔助開閉部的電流進行檢測的電流檢測部；上述控制部進行如下控制，即，若規定的臨限值或規定的臨限值以上的電流流動於上述輔助開閉部，則暫時使上述主開閉部為導通狀態，其後，當上述主開閉部非導通時，使上述輔助開閉部導通。
如申請專利範圍第17項至第19項中任一項所述之負載控制裝置，其中上述主開閉部的開關元件由可雙向控制的橫置式電晶體元件而構成；上述橫置式電晶體元件包括：分別連接於電源以及負載的2個電極、以及配置於上述2個電極的中間電位部的控制電極。
如申請專利範圍第17項至第19項中任一項所述之負載控制裝置，其中上述主開閉部的開關元件具有橫置式的電晶體結構，且包括：第1電極以及第2電極，分別串聯地連接於交流電源以及負載，且形成於基板表面上；中間電位部，其至少一部分形成於上述基板表面上，且相對於上述第1電極的電位以及上述第2電極的電位而成為中間電位；以及控制電極，其至少一部分連接於上述中間電位部上，且用於對上述中間電位部進行控制，且上述中間電位部以及上述控制電極配置在相對於上述第1電極以及上述第2電極而可維持規定的耐電壓的位置。
如申請專利範圍第18項所述之負載控制裝置，其中更包括對負載電流的過零點進行檢測的過零檢測部，上述控制部僅於上述第1規定時間與第3規定時間重複的時間內使上述主開閉部導通，上述第3規定時間是於上述過零檢測部檢測出負載電流的過零點之後開始計數、且小於負載電流的半個週期。