[发明专利]两线开关装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种两线开关装置。

背景技术

近年来，电操纵的配线设备正变得越来越普遍。与此相关，用作非接触开关器件的三端双向晶闸管(TRIAC)或晶闸管广泛地用作电子开关装置的开关元件。

然而，在两线型开关装置(即两线开关装置)中，为了节省配线，其开关元件连接在串联的AC电源和负载的各端之间(即负载连接在开关元件的两端之间，其中一端经由AC电源连接到负载)。由于在这种结构中，电源电缆不能单独地插入开关装置，因此固定开关装置的电源就成为问题。

为了解决上述问题，提出了一种具有图8所示电路结构的两线开关装置100(例如参见日本专利申请公报No.H11-237925(图1)、2000-133473(图1)和2001-16804(图1))。

两线开关装置100是主要以嵌入室内墙壁中的状态使用的两线型配线装置，其例如通过从室内安装的开关盒延伸的两条商用电源的室内电线，连接到商用电源和负载。如图8所示，两线开关装置100包括主开关单元2、整流单元3、第一电源单元4、第二电源单元5、稳定单元6、控制单元7和副开关单元8。

下面，将参考图8详细说明两线开关装置100。如图8所示，开关装置100具有端子T1和T2，该端子T1和T2将要连接到串联的AC电源(商用电源)AC和要被控制的负载LF(例如，发光器件，如白炽灯或荧光灯、换气扇等等)的各端。

而且，如图8所示，由三端双向晶闸管构成的主开关单元2连接在端子T1和T2之间。也就是说，在负载LF连接在端子T1和T2之间以使其中一个端子经由AC电源AC连接到负载LF时，负载LF连接在主开关单元2的两端之间，使得其中的一端经由AC电源AC连接到负载LF。

利用这种方法，AC电源AC、负载LF和主开关单元2形成闭合电路。在这个闭合电路中，如果主开关单元2导通，AC电源AC给负载LF提供足以操作负载LF的电功率；而如果主开关单元2截止，AC电源AC不给负载LF提供足以操作负载LF的电功率。下面，将主开关单元2的连接到端子T1的一端称为“电源侧端子”，而将连接到端子T2的另一端称为“负载侧端子”。

另外，用作噪声滤波器的浪涌抑制器Z和电容器C1连接在端子T1和T2之间，而用作噪声滤波器的电感器L连接在主开关单元2和端子T2之间。

整流单元3例如具有一对输入端子(下面称为“AC输入端子”)和一对输出端子(下面称为“DC输出端子”)，并且该整流单元3由二极管桥构成，用于对从AC电源AC输出的AC电流整流，以输出整流电流。在整流单元3中，一个AC输入端子电耦合到与AC电源AC连接的主开关单元2的电源侧端子(即主开关单元2连接到端子T1的一端)；而另一个AC输入端子电耦合到与负载LF连接的主开关单元2的负载侧端子(即电耦合到端子T2的上述主开关单元2的另一端)和栅极端子。

此外，栅极驱动电路连接在整流单元3的另一个AC输入端子和主开关单元2的负载侧端子之间，该栅极驱动电路由电容器C2和电阻器R1并联构成，该电容器C2和电阻器R1用于通过向其施加大于或等于规定阈值的电压来导通主开关单元2。因此，如果整流单元3的DC输出端子短路，则栅极电压就施加到主开关单元2的栅极端子。

第一电源单元4包括电阻器R2，其一端连接到整流单元3的高电压DC输出端子；晶体管Q1，其集电极连接到电阻器R2的另一端；电阻器R3，连接在晶体管Q1的集电极和基极之间；齐纳二极管ZD1，其阴极连接到晶体管Q1的基极，而其阳极连接到地；以及电阻器R4，其一端连接到晶体管Q1的发射极。利用第一电源单元4的这种结构，电流被电阻器R2和R4限制，而电压被齐纳二极管保持和调整，因而可以基于整流单元3的输出来提供具有规定电压的DC电源。

此外，已经通过齐纳二极管ZD1的电流通过地返回到整流单元3的低电压DC输出端子。然后，该电流从端子T2提供给负载LF。然而，为了防止负载LF被该电流误操作，将第一电源单元4的阻抗设置得相对高。此外，尽管所示实例中的第一电源单元4是电缆挂钩型(dropper type)，但是也可以使用开关型电源装置来代替它。

第二电源单元5包括晶体管Q2，其插在整流单元3和稳定单元6之间，用作半导体开关元件；以及晶体管Q3，其是用作使能单元(导通/截止转换单元)的半导体开关单元，用于通过控制单元7的控制来导通和截止晶体管Q2。