[发明专利]负载控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种在商用电源(交流电源)与照明装置或马达(motor)等负载之间串联连接的双线式的负载控制装置。

背景技术

以往以来，使用三端双向开关(triac)或晶闸管(thyristor)等无触点开关(switch)元件的负载控制装置已得到实用化(参照专利文献1)。这些负载控制装置基于省布线的观点，普遍采用了双线式接线，在商用电源(市电)与负载之间串联连接。在这样串联连接于商用电源与负载之间的负载控制装置中，如何确保自身的电路电源成为问题。

如图43所示，第1先前例的负载控制装置50串联连接于商用电源2与负载3之间，且包括：主开关部51；整流部52；控制部53；第1电源部54，用于对控制部53供给稳定的电力；第2电源部55，在对负载3的电力停止状态时，对第1电源部54供给电力；第3电源部56，在进行对负载3的电力供给时，对第1电源部54供给电力；以及辅助开关部57，用于进行负载电流中的微小电流的通电，将使主开关部51的主开关元件51a导通所需大小的电流供给至主开关元件的栅极(gate)。主开关部51的主开关元件51a由三端双向开关构成。

在未对负载3进行电力供给的负载控制装置50的断开(off)状态下，从商用电源2施加至负载控制装置50的电压经由整流部52供给至第2电源部55。第2电源部55是由电阻及齐纳二极管(Zener diode)构成的恒压电路。当负载3处于断开状态时，对第2电源部55输入由整流部52全波整流后的脉动电流，且仅在其电压值高于齐纳二极管55a的齐纳电压时，将齐纳电压输入至第1电源部54。当由整流部52全波整流后的脉动电流的电压低于齐纳电压时，连接于第1电源部54的输入端子间的缓冲电容器(buffer condenser)54a成为电源，来对第1电源部54供给电力。缓冲电容器54a反复进行充放电。另外，此时设定为，流经负载3的电流是负载3不会发生误动作的程度的微小电流，控制部53的消耗电流较小，且第2电源部55的阻抗维持为较高。

另一方面，在对负载3进行电力供给的负载控制装置50的导通(on)状态下，通过通过来自控制部53的控制信号使第3电源部56导通，负载控制装置50的阻抗(impedance)下降而流经负载3的电流量增加，并且，流经第3电源部56的电流也流经第1电源部54，开始缓冲电容器54a的充电。当缓冲电容器54a的充电电压高于规定的阈值时，构成第3电源部56的齐纳二极管56a发生击穿(breakdown)而电流开始流动，电流流入辅助开关部57的栅极，辅助开关部57导通(on)(闭状态)。其结果，从整流部52流入第3电源部56的电流转流向辅助开关部57，进而流入主开关部51的开关元件51a的栅极，主开关部51导通(闭状态)。因此，对负载3供给几乎所有的电力。

以下，说明在负载3处于导通状态时不从第2电源部55对第1电源部54供给电力，而仅从第3电源部56对第1电源部54供给电力的情况。当用于使负载3启动的操作开关(SW)4导通时，控制部53输出控制信号，由此，第3电源部56的开关元件56c导通。此时，第1电源部54的输入电压为第2电源部55的输出电压，高于第3电源部56的输出电压，因此流经第3电源部56的电流依照齐纳二极管56a、辅助开关部57的晶闸管57a、主开关部51的三端双向开关51a的顺序流动。在三端双向开关51a导通的时刻，整流部52的整流电压大致为零，因此第2电源部55为非导通，无电流流动。第3电源部56也同样如此。在此期间，第1电源部54从缓冲电容器54a供给电力，因此第1电源部54的输入电压，即缓冲电容器54a的端子电压逐渐下降。继而，当第1电源部54的输入电压低于第3电源部56的输出电压时，开始从第3电源部56对第1电源部54供给电力。此时，第2电源部55的齐纳二极管55a的齐纳电压高于第3电源部56的齐纳二极管56a的齐纳电压，因此第2电源部55仍保持非导通。继而，缓冲电容器54a进行充电，以使其端子电压达到第3电源部56的输出电压。当整流部52的整流电压高于第2电源部55的齐纳二极管55a的齐纳电压时，第1电源部54的输入电压达到第2电源部55的输出电压，在此瞬间，流经第3电源部56的电流转流至齐纳二极管56a、晶闸管57a、主开关部51的三端双向开关51a。通过反复进行这些动作，当负载3处于导通状态时，不从第2电源部55对第1电源部54供给电力，而专门从第3电源部56对第1电源部54供给电力。