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JP7555048B2 - Load Control Device - Google Patents

Load Control Device Download PDF

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JP7555048B2 JP2020133301A JP2020133301A JP7555048B2 JP 7555048 B2 JP7555048 B2 JP 7555048B2 JP 2020133301 A JP2020133301 A JP 2020133301A JP 2020133301 A JP2020133301 A JP 2020133301A JP 7555048 B2 JP7555048 B2 JP 7555048B2
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Description

本開示は、一般に負荷制御装置に関し、より詳細には、電源と負荷との間に挿入されるスイッチ部を備える負荷制御装置に関する。 The present disclosure relates generally to a load control device, and more specifically to a load control device having a switch unit that is inserted between a power source and a load.

特許文献1は、交流電源に対して負荷と直列に接続されたスイッチ部と、制御部と、制御電源部とを備える調光装置(負荷制御装置)を開示する。制御部は、スイッチ部のオン/オフを制御することによって、負荷を点灯させる状態(負荷へ電力を供給する給電状態)と、負荷を消灯させる状態(負荷への電力供給を遮断する状態)と、を切り替える。制御電源部は、交流電源を所定の制御電源に変換する。制御電源部は、制御電源を蓄積する容量性素子(蓄電部)を有する。制御部は、制御電源部から容量性素子を通じて制御電源(内部回路)が供給される。 Patent Document 1 discloses a dimmer device (load control device) that includes a switch unit connected in series with a load to an AC power source, a control unit, and a control power source unit. The control unit controls the on/off state of the switch unit to switch between a state in which the load is turned on (a power supply state in which power is supplied to the load) and a state in which the load is turned off (a state in which power supply to the load is cut off). The control power source unit converts the AC power source into a specified control power source. The control power source unit has a capacitive element (power storage unit) that accumulates the control power source. The control unit receives control power (internal circuit) from the control power source unit via the capacitive element.

この調光装置では、負荷を点灯する場合、交流電圧の毎半サイクルの期間途中でスイッチ部をオフにして負荷への導通を遮断しており、スイッチ部がオフの期間に制御電源部が交流電源から制御電源を生成している。 When this dimmer turns on the load, the switch unit is turned off midway through each half cycle of the AC voltage to cut off electrical continuity to the load, and while the switch unit is off, the control power supply unit generates control power from the AC power supply.

特開2013-149498号公報JP 2013-149498 A

特許文献1の調光装置において、負荷へ電力を供給する給電状態から、負荷への電力供給を遮断する遮断状態へと切り替わる場合に蓄電部に大きな電流が流れると、負荷が一瞬誤動作する可能性があり、負荷の動作が不安定なる可能性があった。 In the light control device of Patent Document 1, if a large current flows through the power storage unit when switching from a power supply state in which power is supplied to the load to a cut-off state in which power supply to the load is cut off, the load may momentarily malfunction, and the operation of the load may become unstable.

本開示の目的は、負荷へ電力を供給する給電状態から負荷への電力供給を遮断する遮断状態に切り替わる場合に負荷の動作が不安定になるのを抑制できる負荷制御装置を提供することにある。 The objective of the present disclosure is to provide a load control device that can prevent the operation of a load from becoming unstable when switching from a power supply state in which power is supplied to the load to a cut-off state in which the power supply to the load is cut off.

本開示の一態様の負荷制御装置は、一対の接続端子と、スイッチ部と、内部回路と、前記内部回路に電力を供給するための蓄電部と、第1電源部と、第2電源部と、第3電源部と、を備える。前記一対の接続端子は、交流電源及び負荷の直列回路が接続される。前記スイッチ部は、前記一対の接続端子の間に接続される。前記内部回路は、前記スイッチ部のオン/オフを制御する制御部を少なくとも含む。前記第1電源部は、前記一対の接続端子と前記蓄電部との間に接続されるDC/DCコンバータを含む。前記第1電源部は、前記交流電源から前記負荷への電力供給を遮断する遮断状態において前記DC/DCコンバータの出力電圧を前記蓄電部に印加することで前記蓄電部を充電する。前記第2電源部は、前記交流電源から前記負荷へ電力を供給する給電状態において、前記一対の接続端子と前記蓄電部との間に、前記第1電源部に比べて低インピーダンスの充電経路を形成して前記蓄電部を充電する。前記第3電源部は、前記蓄電部の両端電圧を電圧変換して前記内部回路の動作用の電力を生成する。前記蓄電部と前記第3電源部との間に、電流の電流値を所定値以下に制限する電流制限部が接続されている。前記蓄電部は第1蓄電部である。前記第3電源部と前記電流制限部との間に第2蓄電部が接続されている。前記負荷制御装置は、前記第2蓄電部の両端間に接続されたツェナーダイオードとスイッチ素子の直列回路を備える。前記制御部は、前記スイッチ部の導通状態で前記スイッチ素子を導通状態に制御する。 A load control device according to an aspect of the present disclosure includes a pair of connection terminals, a switch unit, an internal circuit, a power storage unit for supplying power to the internal circuit, a first power supply unit, a second power supply unit, and a third power supply unit. The pair of connection terminals are connected to a series circuit of an AC power source and a load. The switch unit is connected between the pair of connection terminals. The internal circuit includes at least a control unit that controls on/off of the switch unit. The first power supply unit includes a DC/DC converter connected between the pair of connection terminals and the power storage unit. The first power supply unit charges the power storage unit by applying an output voltage of the DC/DC converter to the power storage unit in a cut-off state in which power supply from the AC power source to the load is cut off. The second power supply unit charges the power storage unit by forming a charging path with a lower impedance than that of the first power supply unit between the pair of connection terminals and the power storage unit in a power supply state in which power is supplied from the AC power source to the load. The third power supply unit converts the voltage across the power storage unit to generate power for operating the internal circuit. A current limiting unit that limits a current value to a predetermined value or less is connected between the power storage unit and the third power supply unit. The power storage unit is a first power storage unit. A second power storage unit is connected between the third power supply unit and the current limiting unit. The load control device includes a series circuit of a Zener diode and a switch element connected between both ends of the second power storage unit. The control unit controls the switch element to a conductive state when the switch unit is in a conductive state.

本開示によれば、負荷へ電力を供給する給電状態から負荷への電力供給を遮断する遮断状態に切り替わる場合に負荷の動作が不安定になるのを抑制することができる。 According to the present disclosure, it is possible to prevent the operation of a load from becoming unstable when switching from a power supply state in which power is supplied to a load to a cut-off state in which the power supply to the load is cut off.

図1は、本開示の一実施形態に係る負荷制御装置の概略的な回路図である。FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a load control device according to one embodiment of the present disclosure. 図2は、同上の負荷制御装置の動作を示すタイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the load control device.

(実施形態)
(1)概要
以下、一実施形態に係る負荷制御装置1の概要について、図1を参照して説明する。
(Embodiment)
(1) Overview Hereinafter, an overview of a load control device 1 according to an embodiment will be described with reference to FIG.

本実施形態に係る負荷制御装置1は、図1に示すように、交流電源2と負荷3との間に挿入されるスイッチ部11を備える。本開示でいう「挿入」とは、電気的に接続される二者間への挿入を意味し、スイッチ部11は、交流電源2と負荷3とで構成される回路において交流電源2と負荷3との間に電気的に接続されることになる。言い換えれば、負荷3は、交流電源2に対し、スイッチ部11を介して電気的に接続される。 As shown in FIG. 1, the load control device 1 according to this embodiment includes a switch unit 11 that is inserted between the AC power source 2 and the load 3. In this disclosure, "insertion" means insertion between two electrically connected entities, and the switch unit 11 is electrically connected between the AC power source 2 and the load 3 in a circuit made up of the AC power source 2 and the load 3. In other words, the load 3 is electrically connected to the AC power source 2 via the switch unit 11.

スイッチ部11は、例えば、トランジスタ又は双方向サイリスタ等の半導体スイッチにて実現される。本実施形態では、負荷制御装置1は、スイッチ部11を電子的に制御することにより、交流電源2と負荷3との間の導通/非導通を電子的に切り替える、いわゆる電子スイッチである。負荷制御装置1は、交流電源2及び負荷3の直列回路が接続される一対の接続端子TA1,TA2を備えており、スイッチ部11は、一対の接続端子TA1,TA2の間に電気的に接続されている。言い換えれば、負荷制御装置1の内部において、接続端子TA1と接続端子TA2とは、スイッチ部11を介して電気的に接続されている。一方の接続端子TA1が交流電源2に接続され、他方の接続端子TA2が負荷3に接続されることで、交流電源2と負荷3との間にスイッチ部11が挿入される。 The switch unit 11 is realized by a semiconductor switch such as a transistor or a bidirectional thyristor. In this embodiment, the load control device 1 is a so-called electronic switch that electronically switches between conduction and non-conduction between the AC power source 2 and the load 3 by electronically controlling the switch unit 11. The load control device 1 has a pair of connection terminals TA1 and TA2 to which the series circuit of the AC power source 2 and the load 3 is connected, and the switch unit 11 is electrically connected between the pair of connection terminals TA1 and TA2. In other words, inside the load control device 1, the connection terminals TA1 and TA2 are electrically connected via the switch unit 11. One connection terminal TA1 is connected to the AC power source 2, and the other connection terminal TA2 is connected to the load 3, so that the switch unit 11 is inserted between the AC power source 2 and the load 3.

このような構成によれば、負荷制御装置1は、交流電源2から負荷3への通電状態(電力の供給状態)を、スイッチ部11にて制御することできる。基本的には、スイッチ部11の動作状態が導通状態にあれば、接続端子TA1と接続端子TA2との間がスイッチ部11を介して導通し、スイッチ部11の動作状態が遮断状態にあれば、接続端子TA1と接続端子TA2との間が非導通となる。つまり、スイッチ部11が導通状態にあれば、負荷制御装置1を介して交流電源2から負荷3への電力の供給が行われる給電状態となる。また、スイッチ部11が遮断状態にあれば、負荷制御装置1にて交流電源2から負荷3への電力の供給が遮断される遮断状態となる。つまり、本実施形態の負荷制御装置1は、負荷3に電力を供給する給電状態と、負荷3への電力供給を遮断する遮断状態とを切り替えるスイッチとして機能する。なお、負荷制御装置1は、調光レベルに応じてスイッチ部11がオンするタイミング又はオフするタイミングを制御することによって、照明負荷である負荷3の明るさを調整する調光機能を備えてもよいが、負荷制御装置1が調光機能を備えることは必須ではない。 According to this configuration, the load control device 1 can control the energization state (power supply state) from the AC power source 2 to the load 3 by the switch unit 11. Basically, when the operation state of the switch unit 11 is in a conductive state, the connection terminal TA1 and the connection terminal TA2 are conductive via the switch unit 11, and when the operation state of the switch unit 11 is in a cut-off state, the connection terminal TA1 and the connection terminal TA2 are not conductive. In other words, when the switch unit 11 is in a conductive state, the load control device 1 is in a power supply state in which power is supplied from the AC power source 2 to the load 3. Also, when the switch unit 11 is in a cut-off state, the load control device 1 is in a cut-off state in which the supply of power from the AC power source 2 to the load 3 is cut off. In other words, the load control device 1 of this embodiment functions as a switch that switches between a power supply state in which power is supplied to the load 3 and a cut-off state in which the supply of power to the load 3 is cut off. The load control device 1 may have a dimming function that adjusts the brightness of the load 3, which is a lighting load, by controlling the timing at which the switch unit 11 turns on or off depending on the dimming level, but it is not essential that the load control device 1 has a dimming function.

ところで、本実施形態に係る負荷制御装置1は、内部回路12と、内部回路12に電力を供給するための蓄電部(第1蓄電部)C1と、第1電源部13と、第2電源部14と、を更に備えている。内部回路12は、スイッチ部11を制御する制御部121等を含んでいる。 The load control device 1 according to this embodiment further includes an internal circuit 12, a power storage unit (first power storage unit) C1 for supplying power to the internal circuit 12, a first power supply unit 13, and a second power supply unit 14. The internal circuit 12 includes a control unit 121 that controls the switch unit 11, etc.

第1電源部13は、一対の接続端子TA1,TA2と蓄電部C1との間に接続されるDC/DCコンバータ132を含む。第1電源部13は、交流電源2から負荷3への電力供給を遮断する遮断状態においてDC/DCコンバータ132の出力電圧を蓄電部C1に印加することで蓄電部C1を充電する。なお、図中、DC/DCコンバータ132を単に「DC/DC」と表記している。 The first power supply unit 13 includes a DC/DC converter 132 connected between a pair of connection terminals TA1, TA2 and the power storage unit C1. In a cut-off state in which the power supply from the AC power source 2 to the load 3 is cut off, the first power supply unit 13 charges the power storage unit C1 by applying the output voltage of the DC/DC converter 132 to the power storage unit C1. In the drawings, the DC/DC converter 132 is simply referred to as "DC/DC".

第2電源部14は、交流電源2から負荷3へ電力を供給する給電状態において、一対の接続端子TA1,TA2と蓄電部C1との間に、第1電源部13に比べて低インピーダンスの充電経路を形成して蓄電部C1を充電する。 In a power supply state in which the second power supply unit 14 supplies power from the AC power source 2 to the load 3, the second power supply unit 14 forms a charging path with a lower impedance than the first power supply unit 13 between the pair of connection terminals TA1, TA2 and the power storage unit C1, and charges the power storage unit C1.

本実施形態では、内部回路12に電力を供給するための蓄電部C1は、遮断状態では第1電源部13によって充電され、給電状態では第2電源部14によって充電される。 In this embodiment, the power storage unit C1 for supplying power to the internal circuit 12 is charged by the first power supply unit 13 in the cutoff state, and is charged by the second power supply unit 14 in the power supply state.

給電状態では蓄電部C1は第2電源部14によって充電された状態にあるので、給電状態から遮断状態に切り替わるタイミングで蓄電部C1に電荷が溜まっていない場合に比べて、蓄電部C1を充電するために第1電源部13に大電流が流れるのを抑制できる。これによって負荷3に大電流が流れることが抑制されるから、負荷3が一時的に誤動作する可能性を低減でき、負荷2の動作が不安定になるのを抑制できる。例えば、負荷3が照明負荷である場合、負荷3を点灯状態から消灯状態に切り替えたタイミングで負荷3が一時的に誤点灯する可能性を低減できる。 In the power supply state, the power storage unit C1 is charged by the second power supply unit 14, so it is possible to prevent a large current from flowing to the first power supply unit 13 to charge the power storage unit C1, compared to when no charge has accumulated in the power storage unit C1 at the time of switching from the power supply state to the cutoff state. This prevents a large current from flowing to the load 3, reducing the possibility of the load 3 temporarily malfunctioning and preventing the operation of the load 2 from becoming unstable. For example, if the load 3 is a lighting load, it is possible to reduce the possibility of the load 3 temporarily erroneously lighting up when the load 3 is switched from a lit state to an off state.

また、給電状態から遮断状態に切り替わるタイミングで蓄電部C1に電荷が溜まっていない場合に比べて、蓄電部C1の充電に要する時間を短くできる。したがって、遮断状態において蓄電部C1を電源として内部回路12に速やかに動作用の電力を供給することが可能になり、給電状態から遮断状態へスムーズに移行することができる。 In addition, the time required to charge the power storage unit C1 can be shortened compared to when no charge has accumulated in the power storage unit C1 at the time of switching from the power supply state to the cut-off state. Therefore, in the cut-off state, it is possible to quickly supply operating power to the internal circuit 12 using the power storage unit C1 as a power source, and a smooth transition from the power supply state to the cut-off state can be achieved.

また、遮断状態では蓄電部C1は第1電源部13によって充電された状態にあるので、遮断状態から給電状態に切り替わるタイミングで蓄電部C1に電荷が溜まっていない場合に比べて、蓄電部C1の充電に要する時間を短くできる。したがって、給電状態において蓄電部C1を電源として内部回路12に速やかに動作用の電力を供給することが可能になり、遮断状態から給電状態へスムーズに移行することができる。 In addition, in the cutoff state, the power storage unit C1 is charged by the first power supply unit 13, so the time required to charge the power storage unit C1 can be shortened compared to when no charge has accumulated in the power storage unit C1 at the time of switching from the cutoff state to the power supply state. Therefore, in the power supply state, it is possible to quickly supply operating power to the internal circuit 12 using the power storage unit C1 as a power source, and a smooth transition from the cutoff state to the power supply state can be achieved.

また、本実施形態の負荷制御装置1では、交流電源2と負荷3との間にスイッチ部11を挿入するための一対の接続端子TA1,TA2から、内部回路12の動作用の電力を確保している。すなわち、負荷制御装置1は、一対の接続端子TA1,TA2に接続される2本の電線にて、内部回路12の動作用の電力を確保できる、いわゆる2線式の負荷制御装置である。このような2線式の負荷制御装置1においては、内部回路12の動作用の電力を供給するための電源端子を、一対の接続端子TA1,TA2とは別に設ける必要がなく、負荷制御装置1を設置する際の配線作業も簡単になる。 In addition, in the load control device 1 of this embodiment, power for operating the internal circuit 12 is secured from a pair of connection terminals TA1, TA2 for inserting the switch unit 11 between the AC power source 2 and the load 3. In other words, the load control device 1 is a so-called two-wire load control device that can secure power for operating the internal circuit 12 with two electric wires connected to the pair of connection terminals TA1, TA2. In such a two-wire load control device 1, there is no need to provide a power supply terminal for supplying power for operating the internal circuit 12 separately from the pair of connection terminals TA1, TA2, and wiring work when installing the load control device 1 is also simplified.

(2)詳細
(2.1)前提
本実施形態では、負荷制御装置1は、建物の取付対象物に固定される。本開示でいう「取付対象物」は、負荷制御装置1が固定される物体であって、例えば、建物の壁、天井若しくは床等の造営物、又は机、棚、若しくはカウンタ台等の什器(建具を含む)等を含む。負荷制御装置1が設置される建物は、例えば、戸建住宅若しくは集合住宅等の住宅施設、又は事務所、店舗、学校、工場、病院若しくは介護施設等の非住宅施設である。
(2) Details (2.1) Premise In this embodiment, the load control device 1 is fixed to a mounting object of a building. The "mounting object" in this disclosure is an object to which the load control device 1 is fixed, and includes, for example, a structure such as a wall, ceiling, or floor of a building, or fixtures (including fittings) such as a desk, shelf, or counter. The building in which the load control device 1 is installed is, for example, a residential facility such as a detached house or an apartment building, or a non-residential facility such as an office, store, school, factory, hospital, or nursing home.

本実施形態では一例として、負荷制御装置1は、住宅の壁からなる取付対象物に取り付けられる、埋込型の配線器具であると仮定する。また、交流電源2は、例えば、単相100〔V〕、60〔Hz〕の商用の交流電源(系統電源)であると仮定する。さらに、負荷3は、例えば、LED(Light Emitting Diode)からなる光源と、光源を点灯させる点灯回路と、を備える照明負荷(照明器具)であると仮定する。この負荷3では、交流電源2からの電力供給時に光源が点灯する。 As an example, in this embodiment, it is assumed that the load control device 1 is a built-in wiring device that is attached to an attachment object, which is a wall of a house. It is also assumed that the AC power source 2 is, for example, a single-phase 100 [V], 60 [Hz] commercial AC power source (system power source). It is also assumed that the load 3 is, for example, a lighting load (lighting fixture) that includes a light source consisting of an LED (Light Emitting Diode) and a lighting circuit that lights the light source. In this load 3, the light source lights up when power is supplied from the AC power source 2.

また、負荷制御装置1は、電線を接続するための接続端子TA1,TA2を備えており、例えば、壁(取付対象物)内に引き回された電線が接続端子TA1,TA2に接続されることで、電線を介して交流電源2及び負荷3に電気的に接続される。電線は、交流電源2(系統電源等)に対しては、直接的に接続されてもよいし、分電盤等を介して間接的に接続されてもよい。 The load control device 1 also has connection terminals TA1 and TA2 for connecting electric wires. For example, an electric wire routed inside a wall (object to be mounted) is connected to the connection terminals TA1 and TA2, thereby electrically connecting the load control device 1 to the AC power source 2 and the load 3 via the electric wire. The electric wire may be directly connected to the AC power source 2 (system power source, etc.) or indirectly connected via a distribution board, etc.

また、本開示でいう接続端子TA1,TA2等の「端子」は、電線等を接続するための部品でなくてもよく、例えば、電子部品のリード、又は回路基板に含まれる導体の一部等であってもよい。 In addition, the "terminals" of the connection terminals TA1, TA2, etc., referred to in this disclosure do not have to be components for connecting electric wires, etc., and may be, for example, leads of electronic components or parts of conductors included in a circuit board.

また、本開示において、2値の比較において、「以上」としているところは、2値が等しい場合、及び2値の一方が他方を超えている場合との両方を含む。ただし、これに限らず、ここでいう「以上」は、2値の一方が他方を超えている場合のみを含む「より大きい」と同義であってもよい。つまり、2値が等しい場合を含むか否かは、基準値等の設定次第で任意に変更できるので、「以上」か「より大きい」かに技術上の差異はない。同様に、「未満」においても「以下」と同義であってもよい。 In addition, in this disclosure, when comparing two values, "greater than or equal to" includes both the cases where the two values are equal and where one of the two values exceeds the other. However, without being limited to this, "greater than or equal to" here may be synonymous with "greater than," which includes only the cases where one of the two values exceeds the other. In other words, whether or not the cases where the two values are equal can be included can be arbitrarily changed depending on the setting of the reference value, etc., so there is no technical difference between "greater than or equal to" and "greater than." Similarly, "less than" may be synonymous with "less than or equal to."

(2.2)負荷制御装置の全体構成
以下に、本実施形態に係る負荷制御装置1の全体構成について、図1を参照して説明する。
(2.2) Overall Configuration of the Load Control Device The overall configuration of the load control device 1 according to this embodiment will be described below with reference to FIG.

負荷制御装置1は、一対の接続端子TA1,TA2と、スイッチ部11と、制御部121を含む内部回路12と、蓄電部C1と、第1電源部13と、第2電源部14と、を備えている。また、本実施形態では、負荷制御装置1は、第3電源部15と、電流制限部16と、充電検出部17と、レベルシフト回路18と、ゼロクロス(図中「ZC」と表記)検出部191,192と、を更に備えている。ここにおいて、第1電源部13、第2電源部14、第3電源部15、電流制限部16、及び蓄電部C1等から、給電状態及び遮断状態のそれぞれで内部回路12の動作用の電力を生成する電源回路20が構成される。これらの負荷制御装置1の構成部品は、1つの筐体に収納されている。なお、本実施形態では電源回路20が第3電源部15を含んでいるが、第3電源部15は負荷制御装置1に必須の構成ではなく、適宜省略が可能である。 The load control device 1 includes a pair of connection terminals TA1 and TA2, a switch unit 11, an internal circuit 12 including a control unit 121, a power storage unit C1, a first power supply unit 13, and a second power supply unit 14. In this embodiment, the load control device 1 further includes a third power supply unit 15, a current limiting unit 16, a charge detection unit 17, a level shift circuit 18, and zero cross (denoted as "ZC" in the figure) detection units 191 and 192. Here, the first power supply unit 13, the second power supply unit 14, the third power supply unit 15, the current limiting unit 16, and the power storage unit C1 constitute a power supply circuit 20 that generates power for operating the internal circuit 12 in each of the power supply state and the cut-off state. These components of the load control device 1 are housed in a single housing. In this embodiment, the power supply circuit 20 includes the third power supply unit 15, but the third power supply unit 15 is not an essential component of the load control device 1 and can be omitted as appropriate.

一対の接続端子TA1,TA2の各々は、電線が電気的かつ機械的に接続される部品である。一対の接続端子TA1,TA2の各々は、一例として、端子孔から電線を差し込むことによって電線が接続される、電線差込式のいわゆる速結端子である。 Each of the pair of connection terminals TA1, TA2 is a component to which the electric wire is electrically and mechanically connected. As an example, each of the pair of connection terminals TA1, TA2 is a so-called quick-connect terminal of the wire insertion type in which the electric wire is connected by inserting the electric wire into the terminal hole.

スイッチ部11は、交流電源2と負荷3との間に挿入され、交流電源2と負荷3との間の導通/遮断を切り替える。本実施形態では一例として、スイッチ部11は、一対の接続端子TA1,TA2間において、電気的に直列に接続された2つのMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)Q1,Q2を有している。これら2つのMOSFETQ1,Q2の各々は、エンハンスメント形のnチャネルMOSFETである。2つのMOSFETQ1,Q2は、ソース端子同士が互いに接続される、つまり、いわゆる逆直列に接続されることにより、双方向の電流について、導通/遮断を切り替える。 The switch unit 11 is inserted between the AC power supply 2 and the load 3, and switches between conduction and cutoff between the AC power supply 2 and the load 3. In this embodiment, as an example, the switch unit 11 has two MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors) Q1 and Q2 electrically connected in series between a pair of connection terminals TA1 and TA2. Each of these two MOSFETs Q1 and Q2 is an enhancement type n-channel MOSFET. The two MOSFETs Q1 and Q2 have their source terminals connected to each other, that is, are connected in what is called an anti-series configuration, and thereby switch between conduction and cutoff for bidirectional current.

各MOSFETQ1,Q2のゲート端子は、レベルシフト回路18に電気的に接続されている。レベルシフト回路18は、後述する制御部121からの制御信号S1が入力されることにより、各MOSFETQ1,Q2のゲート端子に制御信号S2を出力して、各MOSFETQ1,Q2を駆動する。 The gate terminals of each of the MOSFETs Q1 and Q2 are electrically connected to a level shift circuit 18. The level shift circuit 18 receives a control signal S1 from the control unit 121 (described later) and outputs a control signal S2 to the gate terminals of each of the MOSFETs Q1 and Q2 to drive each of the MOSFETs Q1 and Q2.

また、上述したように、スイッチ部11は、その動作状態として、遮断状態と導通状態とを含んでいる。このうちの導通状態とは、スイッチ部11が連続的に導通している状態だけではなく、スイッチ部11が間欠的に導通している状態を含む。つまり、本開示において、スイッチ部11の遮断状態とは、交流電源2から負荷3への電力の供給が遮断される状態であり、スイッチ部11の導通状態とは、交流電源2から負荷3への電力の供給が行われる状態である。 As described above, the switch unit 11 has an operating state including a cutoff state and a conductive state. The conductive state includes not only a state in which the switch unit 11 is continuously conductive, but also a state in which the switch unit 11 is intermittently conductive. In other words, in this disclosure, the cutoff state of the switch unit 11 is a state in which the supply of power from the AC power source 2 to the load 3 is cut off, and the conductive state of the switch unit 11 is a state in which power is supplied from the AC power source 2 to the load 3.

ここでは、スイッチ部11が非導通の状態で、スイッチ部11には交流電源2から交流電圧が印加されることと仮定する。つまり、スイッチ部11が非導通であれば、スイッチ部11の両端間に印加される電圧(以下、「スイッチ間電圧」ともいう)は、交流電源2からの交流電圧Vacと略等しくなる。また、以下では、接続端子TA1が高電位となるスイッチ間電圧の極性を「正極性」、接続端子TA2が高電位となるスイッチ間電圧の極性を「負極性」という。 Here, it is assumed that the switch unit 11 is in a non-conductive state and an AC voltage is applied to the switch unit 11 from the AC power supply 2. In other words, when the switch unit 11 is non-conductive, the voltage applied across both ends of the switch unit 11 (hereinafter also referred to as the "switch voltage") is approximately equal to the AC voltage Vac from the AC power supply 2. In addition, hereinafter, the polarity of the switch voltage when the connection terminal TA1 is at a high potential is referred to as the "positive polarity," and the polarity of the switch voltage when the connection terminal TA2 is at a high potential is referred to as the "negative polarity."

ゼロクロス検出部191,192は、スイッチ間電圧の大きさを検出することで、スイッチ間電圧のゼロクロス点を検出するように構成されている。 The zero-cross detection units 191 and 192 are configured to detect the zero-cross points of the voltage between the switches by detecting the magnitude of the voltage between the switches.

ゼロクロス検出部191は、接続端子TA1に電気的に接続されている。ゼロクロス検出部191は、接続端子TA1-グランド(基準電位点)間電圧の絶対値と基準値(例えば、10〔V〕)とを比較することにより、スイッチ間電圧が負極性から正極性に切り替わる際のゼロクロス点を検出する。つまり、ゼロクロス検出部191は、正極性のスイッチ間電圧が基準値未満の状態から基準値以上の状態に移行したことを検出すると、ゼロクロス点と判断する。 The zero-cross detection unit 191 is electrically connected to the connection terminal TA1. The zero-cross detection unit 191 detects the zero-cross point when the switch voltage switches from negative to positive polarity by comparing the absolute value of the voltage between the connection terminal TA1 and ground (reference potential point) with a reference value (e.g., 10 V). In other words, when the zero-cross detection unit 191 detects that the positive switch voltage has transitioned from a state below the reference value to a state equal to or greater than the reference value, it determines that a zero-cross point has occurred.

ゼロクロス検出部192は、接続端子TA2に電気的に接続されている。ゼロクロス検出部192は、接続端子TA2-グランド(基準電位点)間電圧の絶対値と基準値(例えば、10〔V〕)とを比較することにより、スイッチ間電圧が正極性から負極性に切り替わる際のゼロクロス点を検出する。つまり、ゼロクロス検出部192は、負極性のスイッチ間電圧が基準値未満の状態から基準値以上の状態に移行したことを検出すると、ゼロクロス点と判断する。 The zero-cross detection unit 192 is electrically connected to the connection terminal TA2. The zero-cross detection unit 192 detects the zero-cross point when the switch voltage switches from positive to negative polarity by comparing the absolute value of the voltage between the connection terminal TA2 and ground (reference potential point) with a reference value (e.g., 10 V). In other words, when the zero-cross detection unit 192 detects that the negative switch voltage has transitioned from a state below the reference value to a state equal to or greater than the reference value, it determines that a zero-cross point has occurred.

したがって、ゼロクロス検出部191,192で検出されるゼロクロス点の検出タイミングは、厳密な意味でのゼロクロス点(0〔V〕)から少し時間が遅れることになる。 Therefore, the detection timing of the zero-crossing points detected by the zero-crossing detection units 191 and 192 is slightly delayed from the zero-crossing point (0 [V]) in the strict sense.

また、本実施形態では、接続端子TA1と第1電源部13及び第2電源部14との間にダイオードD3が接続され、接続端子TA2と第1電源部13及び第2電源部14との間にダイオードD4が接続されている。ここにおいて、MOSFETQ1,Q2のボディダイオードD1,D2とダイオードD3,D4とで整流器DB1が構成されている。第1電源部13及び第2電源部14には、スイッチ部11の両端に印加される電圧を全波整流することによって生成された直流電圧が入力される。 In this embodiment, a diode D3 is connected between the connection terminal TA1 and the first and second power supply units 13 and 14, and a diode D4 is connected between the connection terminal TA2 and the first and second power supply units 13 and 14. Here, the body diodes D1 and D2 of the MOSFETs Q1 and Q2 and the diodes D3 and D4 form a rectifier DB1. A DC voltage generated by full-wave rectifying the voltage applied to both ends of the switch unit 11 is input to the first and second power supply units 13 and 14.

ここで、本実施形態では、第1電源部13と第2電源部14と第3電源部15とを含む電源回路20が、スイッチ部11の両端に印加される電圧から内部回路12の動作用の電力を生成する。すなわち、電源回路20は、スイッチ間電圧を入力として、内部回路12の動作用の電力を生成する。電源回路20の出力電圧V2(具体的には、第3電源部15の出力電圧)が内部回路12に印加されることで、電源回路20から内部回路12に電力が供給されることになる。 In this embodiment, the power supply circuit 20, which includes the first power supply unit 13, the second power supply unit 14, and the third power supply unit 15, generates power for operating the internal circuit 12 from the voltage applied to both ends of the switch unit 11. That is, the power supply circuit 20 generates power for operating the internal circuit 12 using the switch voltage as an input. The output voltage V2 of the power supply circuit 20 (specifically, the output voltage of the third power supply unit 15) is applied to the internal circuit 12, whereby power is supplied from the power supply circuit 20 to the internal circuit 12.

ここで、第1電源部13の入力端は、一対の接続端子TA1,TA2に対してそれぞれダイオードD3,D4を介して電気的に接続されている。第2電源部14も同様に、その入力端が一対の接続端子TA1,TA2に対してそれぞれダイオードD3,D4を介して電気的に接続されている。第1電源部13の出力端は蓄電部C1に電気的に接続されている。第2電源部14の出力端はダイオードD5を介して蓄電部C1に電気的に接続されている。蓄電部C1と第3電源部15との間には電流制限部16が接続されており、第3電源部15と電流制限部16との間にはコンデンサ(第2蓄電部)C2が接続されている。これにより、蓄電部C1の両端電圧VC1によってコンデンサC2が充電され、第3電源部15は、コンデンサC2の両端電圧VC2を、所定の電圧値の直流電圧である出力電圧V2に変換する。これにより、第3電源部15は、第1電源部13及び第2電源部14のいずれかによって充電される蓄電部C1を電源として、内部回路12に動作用の電力を供給することになる。 Here, the input terminal of the first power supply unit 13 is electrically connected to a pair of connection terminals TA1 and TA2 via diodes D3 and D4, respectively. Similarly, the input terminal of the second power supply unit 14 is electrically connected to a pair of connection terminals TA1 and TA2 via diodes D3 and D4, respectively. The output terminal of the first power supply unit 13 is electrically connected to the storage unit C1. The output terminal of the second power supply unit 14 is electrically connected to the storage unit C1 via diode D5. A current limiting unit 16 is connected between the storage unit C1 and the third power supply unit 15, and a capacitor (second storage unit) C2 is connected between the third power supply unit 15 and the current limiting unit 16. As a result, the capacitor C2 is charged by the voltage VC1 across the storage unit C1, and the third power supply unit 15 converts the voltage VC2 across the capacitor C2 into an output voltage V2, which is a DC voltage of a predetermined voltage value. As a result, the third power supply unit 15 supplies operating power to the internal circuit 12 using the power storage unit C1, which is charged by either the first power supply unit 13 or the second power supply unit 14, as a power source.

ところで、本実施形態では、スイッチ部11の動作状態に応じて蓄電部C1を充電する電源部が切り替わる。スイッチ部11の動作状態は、上述したように、交流電源2から負荷3への電力の供給を遮断する遮断状態と、交流電源2から負荷3への電力の供給を行う導通状態と、を含んでいる。ここにおいて、遮断状態では、第1電源部13によって蓄電部C1が充電され、導通状態では、第2電源部14によって蓄電部C1が充電される。言い換えれば、第1電源部13は、遮断状態において内部回路12に電力を供給するための、遮断時用の電源回路である。また、第2電源部14は、導通状態において内部回路12に電力を供給するための、導通時用の電源回路である。 In this embodiment, the power supply unit that charges the power storage unit C1 is switched depending on the operating state of the switch unit 11. As described above, the operating state of the switch unit 11 includes a cutoff state in which the supply of power from the AC power source 2 to the load 3 is cut off, and a conduction state in which power is supplied from the AC power source 2 to the load 3. In the cutoff state, the power storage unit C1 is charged by the first power supply unit 13, and in the conduction state, the power storage unit C1 is charged by the second power supply unit 14. In other words, the first power supply unit 13 is a power supply circuit for cutoff time that supplies power to the internal circuit 12 in the cutoff state. The second power supply unit 14 is a power supply circuit for conduction time that supplies power to the internal circuit 12 in the conduction state.

このように、本実施形態では、スイッチ部11の動作状態が遮断状態にあるか導通状態にあるかで、内部回路12の電力の供給元、つまり蓄電部C1を充電する電源部が、第1電源部13と第2電源部14とで切り替わる。要するに、電源回路20は、蓄電部C1を充電する電源部として第1電源部13と第2電源部14とを含み、これら2つの電源部が、スイッチ部11の遮断状態と導通状態とで使い分けられる。 In this manner, in this embodiment, the source of power for the internal circuit 12, i.e., the power supply unit that charges the power storage unit C1, switches between the first power supply unit 13 and the second power supply unit 14 depending on whether the operating state of the switch unit 11 is in the cut-off state or the conductive state. In short, the power supply circuit 20 includes the first power supply unit 13 and the second power supply unit 14 as power supplies that charge the power storage unit C1, and these two power supplies are used depending on whether the switch unit 11 is in the cut-off state or the conductive state.

遮断時用の第1電源部13と、導通時用の第2電源部14とでは、要求される特性に差がある。つまり、遮断時用の第1電源部13においては、スイッチ部11が遮断状態であるので、電源回路20を通して一対の接続端子TA1,TA2間を流れるリーク電流を低減するべく、相対的に高インピーダンスとなることが要求される。一方、導通時用の第2電源部14においては、スイッチ部11が導通状態であるので、電源回路20にて効率的に電力を生成するべく、相対的に低インピーダンスとなることが要求される。つまり、第2電源部14は、導通状態において、第1電源部13に比べて低インピーダンスの充電経路を形成するように回路が構成されている。 There is a difference in the characteristics required for the first power supply unit 13 when cut off and the second power supply unit 14 when conduction. In other words, in the first power supply unit 13 when cut off, since the switch unit 11 is in a cut-off state, a relatively high impedance is required to reduce the leakage current flowing between the pair of connection terminals TA1, TA2 through the power supply circuit 20. On the other hand, in the second power supply unit 14 when conduction, since the switch unit 11 is in a conductive state, a relatively low impedance is required to efficiently generate power in the power supply circuit 20. In other words, the second power supply unit 14 is configured to form a charging path with a lower impedance than the first power supply unit 13 in a conductive state.

以下、電源回路20を構成する各部について詳細に説明する。 The components that make up the power supply circuit 20 are described in detail below.

第1電源部13は、交流電源2から負荷3への電力供給を遮断する遮断状態で蓄電部C1を充電する。第1電源部13は、ドロッパ電源回路131と、コンデンサC0と、DC/DCコンバータ132と、を含む。 The first power supply unit 13 charges the storage unit C1 in a cut-off state in which the power supply from the AC power supply 2 to the load 3 is cut off. The first power supply unit 13 includes a dropper power supply circuit 131, a capacitor C0, and a DC/DC converter 132.

ドロッパ電源回路131は、スイッチ部11の両端に印加される電圧の整流後の電圧を降圧する。ドロッパ電源回路131は例えばシリーズレギュレータ等の電源回路で構成されている。ドロッパ電源回路131の出力端にはコンデンサC0が接続されており、コンデンサC0はドロッパ電源回路131の出力にて充電される。 The dropper power supply circuit 131 steps down the rectified voltage applied to both ends of the switch unit 11. The dropper power supply circuit 131 is composed of a power supply circuit such as a series regulator. A capacitor C0 is connected to the output terminal of the dropper power supply circuit 131, and the capacitor C0 is charged by the output of the dropper power supply circuit 131.

DC/DCコンバータ132は、降圧チョッパなどのスイッチング電源回路を含む。DC/DCコンバータ132は、コンデンサC0の両端電圧を降圧することによって、所定電圧値(例えばDC11V)の直流電圧を生成する。DC/DCコンバータ132の出力端に蓄電部C1が接続されており、蓄電部C1はDC/DCコンバータ132の出力にて充電される。ここで、DC/DCコンバータ132の一次側のコンデンサC0は、二次側の蓄電部C1に比較して高電圧で充電され、かつ小容量のコンデンサである。つまり、コンデンサC0の両端電圧VC0は、蓄電部C1の両端電圧VC1よりも高くなり、DC/DCコンバータ132の一次側に流れる電流は低下する。したがって、負荷制御装置1の第1電源部13が内部回路12の動作用の電力を生成することによって、負荷3に流れる電流を低減でき、遮断状態において照明負荷である負荷3に流れる電流(リーク電流)を低減することで、負荷3が誤点灯する可能性を低減できる。 The DC/DC converter 132 includes a switching power supply circuit such as a step-down chopper. The DC/DC converter 132 generates a direct current voltage of a predetermined voltage value (for example, DC 11V) by stepping down the voltage across the capacitor C0. The power storage unit C1 is connected to the output terminal of the DC/DC converter 132, and the power storage unit C1 is charged by the output of the DC/DC converter 132. Here, the capacitor C0 on the primary side of the DC/DC converter 132 is charged at a higher voltage than the power storage unit C1 on the secondary side, and is a small-capacity capacitor. In other words, the voltage VC0 across the capacitor C0 becomes higher than the voltage VC1 across the power storage unit C1, and the current flowing through the primary side of the DC/DC converter 132 decreases. Therefore, the first power supply unit 13 of the load control device 1 generates power for the operation of the internal circuit 12, thereby reducing the current flowing through the load 3, which is a lighting load, and reducing the possibility of the load 3 being erroneously turned on by reducing the current (leak current) flowing through the load 3, which is a lighting load, in the cut-off state.

第2電源部14は、交流電源2から負荷3へ電力を供給する給電状態で蓄電部C1を充電する。第2電源部14は、低インピーダンス回路141を含む。 The second power supply unit 14 charges the power storage unit C1 in a power supply state in which power is supplied from the AC power source 2 to the load 3. The second power supply unit 14 includes a low impedance circuit 141.

低インピーダンス回路141は、ダイオードD3,D4の出力端(カソード)と蓄電部C1との間に挿入されている。低インピーダンス回路141は、ダイオードD3,D4の出力端と蓄電部C1との間に挿入されたバイポーラトランジスタを含むドロッパ電源等で構成されている。低インピーダンス回路141は、制御部131から入力される制御信号S3に応じてバイポーラトランジスタを導通させることによって、蓄電部C1に流れる電流、つまり蓄電部C1の充電電流を流すための充電経路を形成する。交流電源2から負荷3に電力を供給する給電状態では、制御部121がスイッチ部11を断続的にオン状態に制御する。負荷3の給電状態においてスイッチ部11がオフ状態となる期間に、低インピーダンス回路141のバイポーラトランジスタが導通すると、蓄電部C1の充電経路が形成される。制御部121は、例えば、交流電圧Vacの各半周期においてゼロクロス検出部191,192がゼロクロスを検知すると、低インピーダンス回路141のバイポーラトランジスタを導通状態に制御し、低インピーダンス回路141を介して蓄電部C1に充電電流を流す。ここで、低インピーダンス回路141を介して蓄電部C1に充電電流が流れる期間では、スイッチ部11の両端間に印加される電圧が、交流電圧Vacのピーク電圧に比べて低くなると想定される。そのため、スイッチ部11の両端間に印加される電圧が相対的に小さい場合でも蓄電部C1を充電可能なように、低インピーダンス回路141は第1電源部13に比べて低インピーダンスに形成されており、低インピーダンス回路141を介して蓄電部C1を短時間で充電することが可能になる。 The low impedance circuit 141 is inserted between the output terminals (cathodes) of the diodes D3 and D4 and the storage unit C1. The low impedance circuit 141 is composed of a dropper power supply including a bipolar transistor inserted between the output terminals of the diodes D3 and D4 and the storage unit C1. The low impedance circuit 141 forms a charging path for flowing a current flowing through the storage unit C1, that is, a charging current for the storage unit C1, by conducting the bipolar transistor in response to a control signal S3 input from the control unit 131. In a power supply state in which power is supplied from the AC power source 2 to the load 3, the control unit 121 controls the switch unit 11 to be in an on state intermittently. When the bipolar transistor of the low impedance circuit 141 is conducted during a period in which the switch unit 11 is in an off state in the power supply state of the load 3, a charging path for the storage unit C1 is formed. For example, when the zero-cross detectors 191 and 192 detect a zero cross in each half cycle of the AC voltage Vac, the control unit 121 controls the bipolar transistor of the low impedance circuit 141 to a conductive state, and causes a charging current to flow to the power storage unit C1 via the low impedance circuit 141. Here, during the period in which the charging current flows to the power storage unit C1 via the low impedance circuit 141, it is assumed that the voltage applied across the switch unit 11 is lower than the peak voltage of the AC voltage Vac. Therefore, the low impedance circuit 141 is formed to have a lower impedance than the first power supply unit 13 so that the power storage unit C1 can be charged even when the voltage applied across the switch unit 11 is relatively small, and the power storage unit C1 can be charged in a short time via the low impedance circuit 141.

充電検出部17は、第2電源部14による蓄電部C1の充電状態を検出する。具体的には、充電検出部17は、低インピーダンス回路141の出力端に接続されたツェナダイオードZD2及び抵抗R1の直列回路に、電気的に接続されている。充電検出部17は、ツェナダイオードZD2と抵抗R1との接続点に接続されており、蓄電部C1の両端電圧VC1が閾値(例えばDC10V)以上となることをもって、充電検出部17は蓄電部C1の充電完了を検出し、充電完了を示す検出信号S4を制御部121に出力する。制御部12は、充電完了を示す検出信号S4が充電検出部17から入力されると、低インピーダンス回路141のバイポーラトランジスタを遮断状態に制御して、蓄電部C1に充電電流を流す充電経路を遮断する。第2電源部14による蓄電部C1の充電が終了すると、制御部121はスイッチ部11を導通状態に制御し、例えば交流電圧の半周期が終わると、スイッチ部11を遮断状態に制御するのである。 The charge detection unit 17 detects the charging state of the storage unit C1 by the second power supply unit 14. Specifically, the charge detection unit 17 is electrically connected to a series circuit of a Zener diode ZD2 and a resistor R1 connected to the output terminal of the low impedance circuit 141. The charge detection unit 17 is connected to the connection point between the Zener diode ZD2 and the resistor R1, and when the voltage VC1 across the storage unit C1 becomes equal to or higher than a threshold value (e.g., DC 10 V), the charge detection unit 17 detects that charging of the storage unit C1 is complete and outputs a detection signal S4 indicating completion of charging to the control unit 121. When the detection signal S4 indicating completion of charging is input from the charge detection unit 17, the control unit 12 controls the bipolar transistor of the low impedance circuit 141 to a cut-off state to cut off the charging path through which the charging current flows to the storage unit C1. When charging of the power storage unit C1 by the second power supply unit 14 is completed, the control unit 121 controls the switch unit 11 to a conductive state, and when, for example, a half cycle of the AC voltage is completed, the control unit 121 controls the switch unit 11 to a cut-off state.

第3電源部15は、蓄電部C1を電源として内部回路12の動作用の電力を生成する。 The third power supply unit 15 generates power for operating the internal circuit 12 using the power storage unit C1 as a power source.

上述のように本実施形態では、遮断状態では第1電源部13が蓄電部C1を充電し、給電状態では第2電源部14が蓄電部C1を充電しており、給電状態での蓄電部C1の充電電圧よりも、遮断状態での蓄電部C1の充電電圧の方が低くなっている。これにより、給電状態から遮断状態に切り替わった場合に第1電源部13を介して蓄電部C1に大きな充電電流が流れ込むのを抑制できる。したがって、給電状態から遮断状態に切り替わった場合に電源回路20を介して流れるリーク電流を抑制でき、点灯状態から消灯状態に切り替わった負荷3(照明負荷)が一時的に誤点灯する可能性を低減できる。 As described above, in this embodiment, in the cut-off state, the first power supply unit 13 charges the power storage unit C1, and in the power supply state, the second power supply unit 14 charges the power storage unit C1, and the charging voltage of the power storage unit C1 in the cut-off state is lower than the charging voltage of the power storage unit C1 in the power supply state. This makes it possible to prevent a large charging current from flowing into the power storage unit C1 via the first power supply unit 13 when switching from the power supply state to the cut-off state. Therefore, it is possible to suppress the leakage current flowing through the power supply circuit 20 when switching from the power supply state to the cut-off state, and to reduce the possibility of the load 3 (lighting load) switching from the on state to the off state temporarily erroneously lighting up.

なお、給電状態での蓄電部C1の充電電圧と、遮断状態での蓄電部C1の充電電圧との差が、給電状態での蓄電部C1の充電電圧の50%以下であることが好ましく、スイッチ部11が給電状態又は遮断状態に切り替えられた場合に蓄電部C1に大きな充電電流が流れ込むのを抑制でき、負荷3の動作が不安定になるのを抑制できる。なお、給電状態での蓄電部C1の充電電圧と、遮断状態での蓄電部C1の充電電圧との差が、給電状態での蓄電部C1の充電電圧の30%以下であることがより好ましい。これにより、スイッチ部11が給電状態又は遮断状態に切り替えられた場合に蓄電部C1に大きな充電電流が流れ込むのを更に抑制することができる。さらに言えば、給電状態での蓄電部C1の充電電圧と、遮断状態での蓄電部C1の充電電圧とが等しいことが好ましく、スイッチ部11が給電状態又は遮断状態に切り替えられた場合に蓄電部C1に大きな充電電流が流れ込むのを抑制でき、負荷3の動作が不安定になるのを抑制できる。ここにおいて、給電状態での蓄電部C1の充電電圧と、遮断状態での蓄電部C1の充電電圧とが等しいとは、両者が完全に同じ電圧であることに限定されず、両者の差が給電状態での蓄電部C1の充電電圧の5%以下であることを含み得る。 It is preferable that the difference between the charging voltage of the storage unit C1 in the power supplying state and the charging voltage of the storage unit C1 in the cut-off state is 50% or less of the charging voltage of the storage unit C1 in the power supplying state, and this can prevent a large charging current from flowing into the storage unit C1 when the switch unit 11 is switched to the power supplying state or the cut-off state, and can prevent the operation of the load 3 from becoming unstable. It is more preferable that the difference between the charging voltage of the storage unit C1 in the power supplying state and the charging voltage of the storage unit C1 in the cut-off state is 30% or less of the charging voltage of the storage unit C1 in the power supplying state. This can further prevent a large charging current from flowing into the storage unit C1 when the switch unit 11 is switched to the power supplying state or the cut-off state. Furthermore, it is preferable that the charging voltage of the storage unit C1 in the power supplying state is equal to the charging voltage of the storage unit C1 in the cut-off state, so that a large charging current can be prevented from flowing into the storage unit C1 when the switch unit 11 is switched to the power supplying state or the cut-off state, and the operation of the load 3 can be prevented from becoming unstable. Here, the charging voltage of the storage unit C1 in the power supplying state and the charging voltage of the storage unit C1 in the cut-off state being equal does not necessarily mean that the two are exactly the same voltage, but may include a difference between the two being 5% or less of the charging voltage of the storage unit C1 in the power supplying state.

また、本実施形態では、蓄電部C1と第3電源部15との間に、電流の電流値を所定値以下に制限する電流制限部16が接続されている。電流制限部16の一次側には蓄電部C1が接続され、電流制限部16の二次側にはコンデンサC2が接続されている。電流制限部16は、コンデンサC2に流れる電流、つまりコンデンサC2に充電電流を流すための充電経路を形成する。電流制限部16は、蓄電部C1からコンデンサC2に流れる電流を所定値以下に制限するので、内部回路12の消費電力が変動した場合でも、蓄電部C1からの放電電流の変化を抑制でき、負荷3に流れる電流の変化を抑制することができる。なお、二次側のコンデンサC2は、内部回路12における消費電力の変動を吸収するバッファとして機能する。コンデンサC2の両端電圧VC2は、第3電源部15に印加される。本実施形態では、電流制限部16が定電流回路161を含み、定電流回路161が電流を一定値に制御することで、この電流を所定値以下に制限しているが、電流制限部16は定電流回路161を含むものに限定されず、電流リミッタ回路などを含むものでもよい。 In this embodiment, a current limiting unit 16 that limits the current value of the current to a predetermined value or less is connected between the power storage unit C1 and the third power supply unit 15. The power storage unit C1 is connected to the primary side of the current limiting unit 16, and the capacitor C2 is connected to the secondary side of the current limiting unit 16. The current limiting unit 16 forms a charging path for the current flowing to the capacitor C2, that is, the charging current to the capacitor C2. Since the current limiting unit 16 limits the current flowing from the power storage unit C1 to the capacitor C2 to a predetermined value or less, even if the power consumption of the internal circuit 12 fluctuates, the change in the discharge current from the power storage unit C1 can be suppressed, and the change in the current flowing to the load 3 can be suppressed. The capacitor C2 on the secondary side functions as a buffer that absorbs the fluctuation in power consumption in the internal circuit 12. The voltage VC2 across the capacitor C2 is applied to the third power supply unit 15. In this embodiment, the current limiting unit 16 includes a constant current circuit 161, which controls the current to a constant value, thereby limiting the current to a predetermined value or less. However, the current limiting unit 16 is not limited to one that includes a constant current circuit 161, and may also include a current limiter circuit, etc.

なお、コンデンサC2の両端間には、ツェナーダイオードZD1とスイッチ素子Q3との直列回路が接続されている。スイッチ素子Q3は、制御部121から入力される制御信号S5によってオン/オフが制御される。スイッチ部11の導通状態では制御部121がスイッチ素子Q3をオン状態に制御しており、コンデンサC2の両端間にツェナーダイオードZD1が接続された状態となる。スイッチ素子Q3がオン状態に制御されると、ツェナーダイオードZD1を介して電流が流れるため、定電流回路161による定電流制御が常時作動する状態となる。 A series circuit of a Zener diode ZD1 and a switch element Q3 is connected across the capacitor C2. The switch element Q3 is turned on/off by a control signal S5 input from the control unit 121. When the switch unit 11 is in a conductive state, the control unit 121 controls the switch element Q3 to an on state, and the Zener diode ZD1 is connected across the capacitor C2. When the switch element Q3 is controlled to an on state, a current flows through the Zener diode ZD1, so that the constant current control by the constant current circuit 161 is constantly operating.

第3電源部15は、例えば、降圧チョッパのようなDC/DCコンバータ151を備える。図中、DC/DCコンバータ151を単に「DC/DC」と表記している。DC/DCコンバータ151は、コンデンサC2の両端電圧を、所定の電圧値(例えば3.3V)の直流電圧である出力電圧V2に変換し、この出力電圧V2を内部回路12に印加する。これにより、第3電源部15は、第1電源部13及び第2電源部14のいずれかによって充電された蓄電部C1を電源として、内部回路12に電力を供給することになる。 The third power supply unit 15 includes a DC/DC converter 151, such as a step-down chopper. In the figure, the DC/DC converter 151 is simply denoted as "DC/DC". The DC/DC converter 151 converts the voltage across the capacitor C2 into an output voltage V2, which is a DC voltage of a predetermined voltage value (e.g., 3.3 V), and applies this output voltage V2 to the internal circuit 12. As a result, the third power supply unit 15 supplies power to the internal circuit 12 using the power storage unit C1, which is charged by either the first power supply unit 13 or the second power supply unit 14, as a power source.

内部回路12は、制御部121と、無線通信部122と、操作受付部123と、を有している。つまり、内部回路12は、制御部121に加えて、無線通信を行う無線通信部122を更に含んでいる。制御部121、無線通信部122及び操作受付部123を含む内部回路12の動作用の電力は、第3電源部15にて生成される。言い換えれば、内部回路12に含まれる制御部121、無線通信部122及び操作受付部123の各々は、第3電源部15から電力の供給を受けて動作する。 The internal circuit 12 has a control unit 121, a wireless communication unit 122, and an operation reception unit 123. That is, in addition to the control unit 121, the internal circuit 12 further includes a wireless communication unit 122 that performs wireless communication. The power for operating the internal circuit 12 including the control unit 121, the wireless communication unit 122, and the operation reception unit 123 is generated by the third power supply unit 15. In other words, each of the control unit 121, the wireless communication unit 122, and the operation reception unit 123 included in the internal circuit 12 operates by receiving power supply from the third power supply unit 15.

制御部121は、例えば、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを主構成として備えている。マイクロコントローラは、1以上のメモリに記録されているプログラムを1以上のプロセッサで実行することにより、制御部121としての機能を実現する。プログラムは、予めメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような非一時的記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。言い換えれば、上記プログラムは、1以上のプロセッサを、制御部121として機能させるためのプログラムである。 The control unit 121 mainly comprises, for example, a microcontroller having one or more processors and one or more memories. The microcontroller realizes the function of the control unit 121 by executing a program recorded in one or more memories with one or more processors. The program may be recorded in the memory in advance, or may be provided recorded on a non-transitory recording medium such as a memory card, or provided through a telecommunications line. In other words, the above program is a program for causing one or more processors to function as the control unit 121.

制御部121は、少なくともスイッチ部11をオン/オフ制御する。さらに、制御部121は、位相制御(逆位相制御を含む)又はPWM(Pulse Width Modulation)制御によって、単位時間当たりに交流電源2から負荷3へ供給される電力量を調節するように、スイッチ部11を制御(以下、「負荷制御」ともいう)してもよい。また、制御部121は、電源回路20の各部位についても制御する。 The control unit 121 controls at least the switch unit 11 to be turned on and off. Furthermore, the control unit 121 may control the switch unit 11 (hereinafter also referred to as "load control") so as to adjust the amount of power supplied from the AC power source 2 to the load 3 per unit time by phase control (including reverse phase control) or PWM (Pulse Width Modulation) control. The control unit 121 also controls each component of the power supply circuit 20.

具体的には、制御部121は、図2に示すように、ゼロクロス検出部191,192から、それぞれ検出結果を表す検出信号ZC1,ZC2を取得する。同様に、制御部121は、充電検出部17から、検出結果を表す検出信号S4を取得する。また、制御部121は、スイッチ部11を制御するための制御信号S1をレベルシフト回路18に出力する。制御部121は、低インピーダンス回路141に対して、低インピーダンス回路141を制御するための制御信号S3を出力する。また、制御部121は、スイッチ素子Q3に対して、スイッチ素子Q3をオン/オフするための制御信号S5を出力する。このように、制御部121は、検出信号ZC1,ZC2,S4を適宜取得し、制御信号S1,S3,S5を出力することで、スイッチ部11及び電源回路20を制御する。 Specifically, as shown in FIG. 2, the control unit 121 acquires detection signals ZC1 and ZC2 representing the detection results from the zero-cross detection units 191 and 192, respectively. Similarly, the control unit 121 acquires a detection signal S4 representing the detection result from the charge detection unit 17. The control unit 121 also outputs a control signal S1 for controlling the switch unit 11 to the level shift circuit 18. The control unit 121 outputs a control signal S3 for controlling the low impedance circuit 141 to the low impedance circuit 141. The control unit 121 also outputs a control signal S5 for turning the switch element Q3 on and off to the switch element Q3. In this way, the control unit 121 appropriately acquires the detection signals ZC1, ZC2, and S4, and outputs the control signals S1, S3, and S5 to control the switch unit 11 and the power supply circuit 20.

無線通信部122は、他の通信装置との間で、直接的に、又は中継器等を介して間接的に、電波を媒体とする無線通信を行う。無線通信部122と通信装置との間の通信は、例えば、920MHz帯の特定小電力無線局(免許を要しない無線局)、Wi-Fi(登録商標)、又はBluetooth(登録商標)等の通信規格に準拠した無線通信である。他の通信装置の一例としては、人感センサ等のセンサ端末、又は人の操作を受け付けるリモートコントローラ等がある。無線通信部122が、これらの通信装置と双方向に通信することで、制御部121は、通信装置からの無線信号に基づいてスイッチ部11を制御することが可能になる。 The wireless communication unit 122 performs wireless communication using radio waves as a medium with other communication devices, either directly or indirectly via a repeater or the like. The communication between the wireless communication unit 122 and the communication devices is wireless communication conforming to a communication standard such as a specific low-power radio station (a radio station not requiring a license) in the 920 MHz band, Wi-Fi (registered trademark), or Bluetooth (registered trademark). Examples of other communication devices include a sensor terminal such as a human presence sensor, or a remote controller that accepts human operations. The wireless communication unit 122 communicates bidirectionally with these communication devices, enabling the control unit 121 to control the switch unit 11 based on a wireless signal from the communication device.

操作受付部123は、例えばタッチパネルのようなユーザインタフェースを有する。タッチパネルは表示機能及びタッチセンサ機能を有している。この種の操作受付部123は、例えば、負荷制御装置1の動作状況等の情報を表示することで人に提示したり、人のタッチ操作を受けて信号を出力したりすることが可能である。このような操作受付部123があることで、制御部121は、操作受付部123に対する人の操作に基づいてスイッチ部11を制御することが可能になる。 The operation reception unit 123 has a user interface such as a touch panel. The touch panel has a display function and a touch sensor function. This type of operation reception unit 123 can, for example, display information such as the operating status of the load control device 1 to present to a person, or output a signal in response to a human touch operation. The presence of such an operation reception unit 123 enables the control unit 121 to control the switch unit 11 based on a human operation on the operation reception unit 123.

(2.3)負荷制御装置の動作
まず、負荷制御装置1は、起動直後、つまり電源供給が開始した直後においては、スイッチ部11が遮断状態、つまり負荷3が消灯している状態にあり、第2電源部14の低インピーダンス回路141は電流が流れない状態に制御されている。これにより、電源回路20では第1電源部13により蓄電部C1が充電される。すなわち、スイッチ部11の両端に印加される電圧により、ドロッパ電源回路131を介してコンデンサC0が充電され、DC/DCコンバータ132がコンデンサC0の両端電圧を降圧して蓄電部C1を充電する。このとき、蓄電部C1を電源として定電流回路161がコンデンサC2に充電電流を流し、コンデンサC2の両端電圧VC2をDC/DCコンバータ151が降圧して内部回路12に出力する出力電圧V2を生成する。これにより、内部回路12は、電源回路20から電力の供給を受けて動作を開始する。
(2.3) Operation of the Load Control Device First, immediately after the load control device 1 is started, that is, immediately after the power supply starts, the switch unit 11 is in an interrupted state, that is, the load 3 is in an off state, and the low impedance circuit 141 of the second power supply unit 14 is controlled to a state in which no current flows. As a result, in the power supply circuit 20, the first power supply unit 13 charges the storage unit C1. That is, the voltage applied to both ends of the switch unit 11 charges the capacitor C0 via the dropper power supply circuit 131, and the DC/DC converter 132 drops the voltage across the capacitor C0 to charge the storage unit C1. At this time, the constant current circuit 161 uses the storage unit C1 as a power source to pass a charging current to the capacitor C2, and the DC/DC converter 151 drops the voltage VC2 across the capacitor C2 to generate an output voltage V2 to be output to the internal circuit 12. As a result, the internal circuit 12 starts operating by receiving power from the power supply circuit 20.

その後、操作受付部123が負荷3を点灯させる操作入力を受け付けると、負荷制御装置1は、負荷3を点灯させる点灯動作を行う。 After that, when the operation receiving unit 123 receives an operation input to turn on the load 3, the load control device 1 performs a lighting operation to turn on the load 3.

ここで、本実施形態の負荷制御装置1の点灯動作について、図2を参照して説明する。図2には、交流電圧Vac、負荷3に印加される負荷電圧V1、ゼロクロス検出部191,192の検出信号ZC1,ZC2、MOSFETQ1,Q2のゲート端子に入力される制御信号S2、を示している。ここで、検出信号ZC1はゼロクロス検出部191による検出信号であり、検出信号ZC2はゼロクロス検出部192による検出信号である。なお、ここでは、検出信号ZC1,ZC2が「H」レベルから「L」レベルに変化することをもって、検出信号ZC1,ZC2が発生したこととする。つまり、検出信号ZC1,ZC2は、ゼロクロス点の検出時に「H」レベルから「L」レベルに変化する信号である。 The lighting operation of the load control device 1 of this embodiment will now be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 shows the AC voltage Vac, the load voltage V1 applied to the load 3, the detection signals ZC1 and ZC2 of the zero-cross detection units 191 and 192, and the control signal S2 input to the gate terminals of the MOSFETs Q1 and Q2. Here, the detection signal ZC1 is a detection signal by the zero-cross detection unit 191, and the detection signal ZC2 is a detection signal by the zero-cross detection unit 192. Note that here, it is assumed that the detection signals ZC1 and ZC2 are generated when the detection signals ZC1 and ZC2 change from the "H" level to the "L" level. In other words, the detection signals ZC1 and ZC2 are signals that change from the "H" level to the "L" level when a zero-cross point is detected.

まず、交流電圧Vacが正極性の半周期における負荷制御装置1の動作について説明する。負荷制御装置1は、交流電圧Vacのゼロクロス点をゼロクロス検出部191で検出する。交流電圧Vacが負極性の半周期から正極性の半周期に移行する際には、交流電圧Vacが正極性の規定値「Vzc」に達すると、ゼロクロス検出部191が検出信号ZC1を出力する。本実施形態では、検出信号ZC1の発生時点を第1時点t1とし、半周期の始点(ゼロクロス点)t0から第1時点t1までの期間を、第一の期間T1とする。 First, the operation of the load control device 1 during a half cycle in which the AC voltage Vac is positive will be described. The load control device 1 detects the zero-crossing point of the AC voltage Vac using the zero-crossing detection unit 191. When the AC voltage Vac transitions from a negative half cycle to a positive half cycle, the zero-crossing detection unit 191 outputs a detection signal ZC1 when the AC voltage Vac reaches the positive specified value "Vzc". In this embodiment, the time point at which the detection signal ZC1 is generated is defined as the first time point t1, and the period from the start point (zero-crossing point) t0 of the half cycle to the first time point t1 is defined as the first period T1.

ここで、半周期の始点t0から第1時点t1までの第一の期間T1では、制御部121はレベルシフト回路18へスイッチ部11をオフ(遮断状態)にする制御信号S1を出力する。レベルシフト回路18は、この制御信号S1に応じて制御信号S2として「OFF」信号を出力する。これにより、第一の期間T1では、2個のMOSFETQ1,Q2がいずれもオフになり、スイッチ部11がオフになる。 Here, during the first period T1 from the start point t0 of the half cycle to the first time point t1, the control unit 121 outputs a control signal S1 to the level shift circuit 18 to turn off the switch unit 11 (cut-off state). In response to this control signal S1, the level shift circuit 18 outputs an "OFF" signal as the control signal S2. As a result, during the first period T1, both of the two MOSFETs Q1 and Q2 are turned off, and the switch unit 11 is turned off.

第1時点t1において制御部121に検出信号ZC1が入力されると、制御部121は、低インピーダンス回路141のバイポーラトランジスタをオンさせる制御信号S3を低インピーダンス回路141に出力する。これにより、第2電源部14によって蓄電部C1が充電され、蓄電部C1から定電流回路161を介してコンデンサC2に充電電流が流れ、コンデンサC2が充電される。そして、DC/DCコンバータ151がコンデンサC2の両端電圧を降圧して内部回路12に出力する出力電圧V2を生成する。ここで、充電検出部17が蓄電部C1の充電完了を検出して検出信号S4を制御部121に出力すると、制御部121は、低インピーダンス回路141のバイポーラトランジスタをオフさせる制御信号S3を低インピーダンス回路141に出力して、第2電源部14による蓄電部C1の充電を停止させる。そして、制御部121は、スイッチ部11をオンにする制御信号S1を出力する。レベルシフト回路18は、この制御信号S1に応じて制御信号S2として「ON」信号を出力する。これにより、スイッチ部11がオフからオンに切り替えられ、交流電源2から負荷3に電力が供給される。 When the detection signal ZC1 is input to the control unit 121 at the first time point t1, the control unit 121 outputs a control signal S3 to the low impedance circuit 141 to turn on the bipolar transistor of the low impedance circuit 141. As a result, the second power supply unit 14 charges the storage unit C1, and a charging current flows from the storage unit C1 to the capacitor C2 via the constant current circuit 161, charging the capacitor C2. Then, the DC/DC converter 151 reduces the voltage across the capacitor C2 to generate an output voltage V2 to be output to the internal circuit 12. Here, when the charge detection unit 17 detects the completion of charging the storage unit C1 and outputs a detection signal S4 to the control unit 121, the control unit 121 outputs a control signal S3 to the low impedance circuit 141 to turn off the bipolar transistor of the low impedance circuit 141, and stops charging the storage unit C1 by the second power supply unit 14. Then, the control unit 121 outputs a control signal S1 to turn on the switch unit 11. In response to this control signal S1, the level shift circuit 18 outputs an "ON" signal as the control signal S2. This switches the switch unit 11 from OFF to ON, and power is supplied from the AC power source 2 to the load 3.

その後、交流電圧Vacが正極性の規定値「Vzc」を下回り、ゼロクロス検出部191が検出信号ZC1の出力を停止すると、制御部121はレベルシフト回路18へスイッチ部11をオフ(遮断状態)にする制御信号S1を出力する。レベルシフト回路18は、この制御信号S1に応じて制御信号S2として「OFF」信号を出力する。これにより、2個のMOSFETQ1,Q2がいずれもオフになり、スイッチ部11がオフになる。したがって、交流電圧Vacの正極性の半周期では、第1時点t1から、交流電圧Vacが規定値Vzc未満となるタイミングまでの期間T2において、スイッチ部11がオンになり、交流電源2から負荷3へ電力が供給されて、負荷3が点灯する。 After that, when the AC voltage Vac falls below the positive polarity specified value "Vzc" and the zero-cross detection unit 191 stops outputting the detection signal ZC1, the control unit 121 outputs a control signal S1 to the level shift circuit 18 to turn off the switch unit 11 (cut-off state). In response to this control signal S1, the level shift circuit 18 outputs an "OFF" signal as the control signal S2. As a result, both of the two MOSFETs Q1 and Q2 are turned off, and the switch unit 11 is turned off. Therefore, in the positive polarity half cycle of the AC voltage Vac, during the period T2 from the first time point t1 to the timing when the AC voltage Vac becomes less than the specified value Vzc, the switch unit 11 is turned on, power is supplied from the AC power source 2 to the load 3, and the load 3 is turned on.

また、交流電圧Vacが負極性の半周期における負荷制御装置1の動作は、正極性の半周期と基本的に同様の動作となる。 In addition, the operation of the load control device 1 during a half cycle in which the AC voltage Vac is negative is basically the same as during a half cycle in which the AC voltage Vac is positive.

負極性の半周期において、交流電圧Vacが負極性の規定値「-Vzc」に達すると、ゼロクロス検出部192が検出信号ZC2を出力する。本実施形態では、負極性の半周期の始点t0(t2)から検出信号ZC2の発生時点である第1時点t1までの期間を第一の期間T1とする。第1時点t1において制御部121に検出信号ZC2が入力されると、制御部121は、低インピーダンス回路141のバイポーラトランジスタをオンさせる制御信号S3を低インピーダンス回路141に出力する。これにより、第2電源部14によって蓄電部C1が充電され、蓄電部C1から定電流回路161を介してコンデンサC2に充電電流が流れ、コンデンサC2が充電される。そして、DC/DCコンバータ151がコンデンサC2の両端電圧を降圧して内部回路12に出力する出力電圧V2を生成する。ここで、充電検出部17が蓄電部C1の充電完了を検出して検出信号S4を制御部121に出力すると、制御部121は、低インピーダンス回路141のバイポーラトランジスタをオフさせる制御信号S3を低インピーダンス回路141に出力して、第2電源部14による蓄電部C1の充電を停止させる。そして、制御部121は、スイッチ部11をオンにする制御信号S1を出力する。レベルシフト回路18は、この制御信号S1に応じて制御信号S2として「ON」信号を出力する。これにより、スイッチ部11がオフからオンに切り替えられ、交流電源2から負荷3に電力が供給される。 In the negative half cycle, when the AC voltage Vac reaches the negative specified value "-Vzc", the zero-cross detection unit 192 outputs the detection signal ZC2. In this embodiment, the period from the start point t0 (t2) of the negative half cycle to the first time point t1, which is the time point when the detection signal ZC2 is generated, is defined as the first period T1. When the detection signal ZC2 is input to the control unit 121 at the first time point t1, the control unit 121 outputs a control signal S3 to the low impedance circuit 141 to turn on the bipolar transistor of the low impedance circuit 141. As a result, the second power supply unit 14 charges the storage unit C1, and a charging current flows from the storage unit C1 to the capacitor C2 via the constant current circuit 161, charging the capacitor C2. Then, the DC/DC converter 151 steps down the voltage across the capacitor C2 to generate the output voltage V2 to be output to the internal circuit 12. Here, when the charge detection unit 17 detects the completion of charging of the power storage unit C1 and outputs a detection signal S4 to the control unit 121, the control unit 121 outputs a control signal S3 to the low impedance circuit 141 to turn off the bipolar transistor of the low impedance circuit 141, and stops charging the power storage unit C1 by the second power supply unit 14. Then, the control unit 121 outputs a control signal S1 to turn on the switch unit 11. The level shift circuit 18 outputs an "ON" signal as the control signal S2 in response to this control signal S1. This switches the switch unit 11 from off to on, and power is supplied from the AC power source 2 to the load 3.

その後、交流電圧Vacが負極性の規定値「-Vzc」を上回り、ゼロクロス検出部192が検出信号ZC2の出力を停止すると、制御部121はレベルシフト回路18へスイッチ部11をオフ(遮断状態)にする制御信号S1を出力する。レベルシフト回路18は、この制御信号S1に応じて制御信号S2として「OFF」信号を出力する。これにより、2個のMOSFETQ1,Q2がいずれもオフになり、スイッチ部11がオフになる。したがって、交流電圧Vacの負極性の半周期では、第1時点t1から、交流電圧Vacが規定値(-Vzc)を上回るタイミングまでの期間T2において、スイッチ部11がオンになり、交流電源2から負荷3へ電力が供給されて、負荷3が点灯する。 After that, when the AC voltage Vac exceeds the negative polarity specified value "-Vzc" and the zero-cross detection unit 192 stops outputting the detection signal ZC2, the control unit 121 outputs a control signal S1 to the level shift circuit 18 to turn off the switch unit 11 (cut-off state). The level shift circuit 18 outputs an "OFF" signal as the control signal S2 in response to this control signal S1. As a result, both of the two MOSFETs Q1 and Q2 are turned off, and the switch unit 11 is turned off. Therefore, in the negative polarity half cycle of the AC voltage Vac, during the period T2 from the first time point t1 to the timing when the AC voltage Vac exceeds the specified value (-Vzc), the switch unit 11 is turned on, power is supplied from the AC power source 2 to the load 3, and the load 3 is turned on.

本実施形態の負荷制御装置1は、以上説明した正極性の半周期の動作と負極性の半周期の動作とを交流電圧Vacの半周期ごとに交互に繰り返すことで、負荷3を点灯させる。なお、正極性の規定値「Vzc」及び負極性の規定値「-Vzc」が固定値であれば、半周期の始点t0から第1時点(検出信号ZC1又はZC2の発生時点)t1までの時間は、略固定長の時間になる。 The load control device 1 of this embodiment lights up the load 3 by alternately repeating the above-described positive half-cycle operation and negative half-cycle operation every half cycle of the AC voltage Vac. Note that if the positive polarity specified value "Vzc" and the negative polarity specified value "-Vzc" are fixed values, the time from the start point t0 of the half cycle to the first point in time (the point in time when the detection signal ZC1 or ZC2 is generated) t1 will be a time of approximately fixed length.

その後、操作受付部123が負荷3を消灯させる操作を受け付けると、制御部121は、スイッチ部11を遮断状態に制御する。スイッチ部11の遮断状態では、低インピーダンス回路141を経由する充電経路が遮断され、第1電源部13によって蓄電部C1が充電されるのであるが、本実施形態では、給電状態での蓄電部C1の充電電圧よりも、遮断状態での蓄電部C1の充電電圧の方が低くなっている。これにより、給電状態から遮断状態に切り替わった場合に第1電源部13を介して蓄電部C1に大きな充電電流が流れるのが抑制されるから、消灯状態の負荷3に大きな電流が流れることがなく、消灯状態の負荷3が誤点灯する可能性を抑制できる。 After that, when the operation reception unit 123 receives an operation to turn off the load 3, the control unit 121 controls the switch unit 11 to the cut-off state. When the switch unit 11 is in the cut-off state, the charging path via the low impedance circuit 141 is cut off and the storage unit C1 is charged by the first power supply unit 13. In this embodiment, the charging voltage of the storage unit C1 in the cut-off state is lower than the charging voltage of the storage unit C1 in the power supply state. This prevents a large charging current from flowing through the storage unit C1 via the first power supply unit 13 when switching from the power supply state to the cut-off state, so that a large current does not flow through the load 3 in the off state, and the possibility of the load 3 in the off state being erroneously turned on can be reduced.

ところで、負荷制御装置1は、負荷3を所望の調光レベルで点灯させる操作入力を操作受付部123が受け付けると、この調光レベルに応じてスイッチ部11の導通期間を制御することで、照明負荷である負荷3の明るさを調整する調光制御を行ってもよい。 When the operation receiving unit 123 receives an operation input for turning on the load 3 at a desired dimming level, the load control device 1 may perform dimming control to adjust the brightness of the load 3, which is a lighting load, by controlling the conduction period of the switch unit 11 according to the dimming level.

まず、交流電圧Vacが正極性の半周期における負荷制御装置1の動作について説明する。 First, we will explain the operation of the load control device 1 during a half cycle in which the AC voltage Vac is positive.

正極性の半周期の始点t0から、ゼロクロス検出部191が検出信号ZC1を発生する第1時点t1までの第一の期間T1では、制御部121はスイッチ部11をオフに制御する。第1時点t1において制御部121に検出信号ZC1が入力されると、制御部121は、スイッチ部11をオフからオンに切り替えて、交流電源2から負荷3に電力を供給させる。また、制御部121は、スイッチ部11をオンに切り替えたタイミングから、調光レベルに応じた長さの導通期間(第二の期間)が経過した第2時点において、スイッチ部11をオンからオフに切り替えて、交流電源2から負荷3への電力の供給を遮断する。制御部121は、第2時点においてスイッチ部11をオフに制御すると、交流電圧Vacの負極性の半周期の始点をゼロクロス検出部192が検出するまで、スイッチ部11の遮断状態を維持する。 During a first period T1 from the start point t0 of the positive polarity half cycle to a first time point t1 at which the zero-cross detection unit 191 generates a detection signal ZC1, the control unit 121 controls the switch unit 11 to be turned off. When the detection signal ZC1 is input to the control unit 121 at the first time point t1, the control unit 121 switches the switch unit 11 from off to on to supply power from the AC power source 2 to the load 3. In addition, at a second time point at which a conduction period (second period) of a length corresponding to the dimming level has elapsed from the timing at which the switch unit 11 was switched on, the control unit 121 switches the switch unit 11 from on to off to cut off the supply of power from the AC power source 2 to the load 3. When the control unit 121 controls the switch unit 11 to be turned off at the second time point, the switch unit 11 is maintained in a cut-off state until the zero-cross detection unit 192 detects the start point of a negative polarity half cycle of the AC voltage Vac.

また、交流電圧Vacが負極性の半周期における負荷制御装置1の動作は、正極性の半周期と基本的に同様の動作となる。 In addition, the operation of the load control device 1 during a half cycle in which the AC voltage Vac is negative is basically the same as during a half cycle in which the AC voltage Vac is positive.

負極性の半周期の始点t0から、ゼロクロス検出部192が検出信号ZC2を発生する第1時点t1までの第一の期間T1では、制御部121はスイッチ部11をオフに制御する。第1時点t1において制御部121に検出信号ZC2が入力されると、制御部121は、スイッチ部11をオフからオンに切り替えて、交流電源2から負荷3に電力を供給させる。また、制御部121は、スイッチ部11をオンに切り替えたタイミングから、調光レベルに応じた長さの導通期間が経過した第2時点において、スイッチ部11をオンからオフに切り替えて、交流電源2から負荷3への電力の供給を遮断する。制御部121は、第2時点においてスイッチ部11をオフに制御すると、交流電圧Vacの正極性の半周期の始点をゼロクロス検出部191が検出するまで、スイッチ部11の遮断状態を維持する。 During a first period T1 from the start point t0 of the negative half cycle to the first time point t1 at which the zero-cross detection unit 192 generates the detection signal ZC2, the control unit 121 controls the switch unit 11 to be turned off. When the detection signal ZC2 is input to the control unit 121 at the first time point t1, the control unit 121 switches the switch unit 11 from off to on to supply power from the AC power source 2 to the load 3. In addition, at a second time point at which a conduction period of a length corresponding to the dimming level has elapsed since the timing at which the switch unit 11 was switched on, the control unit 121 switches the switch unit 11 from on to off to cut off the supply of power from the AC power source 2 to the load 3. When the control unit 121 controls the switch unit 11 to be turned off at the second time point, the switch unit 11 is maintained in a cut-off state until the zero-cross detection unit 191 detects the start point of the positive half cycle of the AC voltage Vac.

負荷制御装置1は、交流電圧Vacの正極性の半周期の動作と負極性の半周期の動作とを交互に繰り返すことで、交流電圧Vacの各半周期で調光レベルに応じた導通期間だけスイッチ部11をオンにして、負荷3を調光点灯させることができる。 The load control device 1 alternates between a positive half-cycle operation of the AC voltage Vac and a negative half-cycle operation, thereby turning on the switch unit 11 for a conduction period corresponding to the dimming level during each half-cycle of the AC voltage Vac, thereby dimming the load 3.

ところで、本実施形態の負荷制御装置1では、内部回路12が無線通信部122を備えており、無線通信部122は無線信号を送信又は受信する場合に大きな電力を消費するため、内部回路12の消費電力が一時的に増大する可能性がある。ここで、第3電源部15の前段にはバッファ用の第2蓄電部C2が接続されているので、第2蓄電部C2の放電電流によって、内部回路12での消費電力の一時的な増大を補うことができ、接続端子TA1,TA2から電源回路20への入力電流が増加するのを抑制できる。したがって、内部回路12の消費電力が一時的に増加したとしても、負荷3に流れる電流の変動を抑制でき、負荷3の動作が不安定になる可能性を低減できる。なお、無線通信部122のように、消費電力が比較的大きい回路を内部回路12が含む場合、第3電源部15の前段にあるバッファ用の第2蓄電部C2としては、比較的大容量のコンデンサを用いるのが好ましい。 In the load control device 1 of this embodiment, the internal circuit 12 includes a wireless communication unit 122, which consumes a large amount of power when transmitting or receiving a wireless signal, so that the power consumption of the internal circuit 12 may increase temporarily. Here, since the second buffer storage unit C2 is connected to the front stage of the third power supply unit 15, the discharge current of the second storage unit C2 can compensate for the temporary increase in power consumption in the internal circuit 12, and the input current from the connection terminals TA1 and TA2 to the power supply circuit 20 can be suppressed from increasing. Therefore, even if the power consumption of the internal circuit 12 increases temporarily, the fluctuation of the current flowing through the load 3 can be suppressed, and the possibility of the operation of the load 3 becoming unstable can be reduced. Note that, when the internal circuit 12 includes a circuit with a relatively large power consumption, such as the wireless communication unit 122, it is preferable to use a relatively large-capacity capacitor as the second buffer storage unit C2 in the front stage of the third power supply unit 15.

なお、本実施形態の負荷制御装置1の負荷3は調光可能な照明負荷を含んでいる。制御部121は、負荷3を調光点灯する場合、交流電源2の交流電圧Vacの各半周期に、照明負荷の調光レベルに応じて決定した導通期間にスイッチ部11をオン(導通状態)に制御し、導通期間以外の遮断期間にスイッチ部11をオフ(遮断状態)に制御する。これにより、負荷制御装置1は、負荷3の調光レベルに応じて負荷3に供給する電力を調整して、負荷3を調光点灯することができる。 The load 3 of the load control device 1 of this embodiment includes a dimmable lighting load. When dimming the load 3, the control unit 121 controls the switch unit 11 to be on (conductive state) during a conduction period determined according to the dimming level of the lighting load during each half cycle of the AC voltage Vac of the AC power source 2, and controls the switch unit 11 to be off (cut-off state) during a cut-off period other than the conduction period. This allows the load control device 1 to adjust the power supplied to the load 3 according to the dimming level of the load 3, and to dim the load 3.

なお、制御部121は、交流電圧Vacの半周期の始点から導通期間が経過するまでスイッチ部11をオン状態(導通状態)に制御し、導通期間の経過後にスイッチ部11をオフ状態(遮断状態)に制御している。制御部121は、交流電圧Vacの電圧値が比較的低い状態でスイッチ部11を遮断状態から導通状態に切り替えているので、スイッチ部11が遮断状態から導通状態に切り替わるタイミングでサージ電圧が発生する可能性を低減できる。 The control unit 121 controls the switch unit 11 to the on state (conducting state) from the start of a half cycle of the AC voltage Vac until the conduction period has elapsed, and controls the switch unit 11 to the off state (blocking state) after the conduction period has elapsed. The control unit 121 switches the switch unit 11 from the blocking state to the conducting state when the voltage value of the AC voltage Vac is relatively low, thereby reducing the possibility of a surge voltage occurring when the switch unit 11 switches from the blocking state to the conducting state.

(3)変形例
上記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。例えば、図1に示した具体的な回路は、本開示の負荷制御装置1の一例に過ぎず、設計等に応じて種々の変更が可能である。本開示において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、上記実施形態に係る負荷制御装置1の制御部121と同等の機能は、制御方法、(コンピュータ)プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。
(3) Modifications The above embodiment is merely one of various embodiments of the present disclosure. The above embodiment can be modified in various ways depending on the design, etc., as long as the object of the present disclosure can be achieved. For example, the specific circuit shown in FIG. 1 is merely one example of the load control device 1 of the present disclosure, and various modifications can be made depending on the design, etc. Each figure described in the present disclosure is a schematic diagram, and the ratio of the size and thickness of each component in each figure does not necessarily reflect the actual dimensional ratio. In addition, the function equivalent to the control unit 121 of the load control device 1 according to the above embodiment may be embodied in a control method, a (computer) program, or a non-transitory recording medium on which a program is recorded, etc.

また、本開示における負荷制御装置1は、制御部121等にコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における負荷制御装置1としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうIC又はLSI等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムLSI、VLSI(Very Large Scale Integration)、又はULSI(Ultra Large Scale Integration)と呼ばれる集積回路を含む。さらに、LSIの製造後にプログラムされる、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はLSI内部の接合関係の再構成若しくはLSI内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む1ないし複数の電子回路で構成される。 The load control device 1 in the present disclosure also includes a computer system in the control unit 121, etc. The computer system is mainly composed of a processor and a memory as hardware. The function of the load control device 1 in the present disclosure is realized by the processor executing a program recorded in the memory of the computer system. The program may be pre-recorded in the memory of the computer system, may be provided through an electric communication line, or may be recorded and provided in a non-transitory recording medium such as a memory card, an optical disk, or a hard disk drive that can be read by the computer system. The processor of the computer system is composed of one or more electronic circuits including a semiconductor integrated circuit (IC) or a large-scale integrated circuit (LSI). The integrated circuits such as IC or LSI referred to here are called differently depending on the degree of integration, and include integrated circuits called system LSI, VLSI (Very Large Scale Integration), or ULSI (Ultra Large Scale Integration). Furthermore, a field-programmable gate array (FPGA) that is programmed after the manufacture of the LSI, or a logic device that can reconfigure the connection relationship inside the LSI or reconfigure the circuit partition inside the LSI, can also be adopted as a processor. The multiple electronic circuits may be integrated into one chip, or may be distributed across multiple chips. The multiple chips may be integrated into one device, or may be distributed across multiple devices. The computer system referred to here includes a microcontroller having one or more processors and one or more memories. Therefore, the microcontroller is also composed of one or more electronic circuits including a semiconductor integrated circuit or a large-scale integrated circuit.

また、負荷制御装置1の少なくとも一部の機能が、1つの筐体内に集約されていることは負荷制御装置1に必須の構成ではなく、負荷制御装置1の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。例えば、操作受付部123は、制御部121とは別の筐体に設けられていてもよい。また、制御部121等の少なくとも一部の機能は、例えば、サーバ又はクラウド(クラウドコンピューティング)等によって実現されてもよい。 In addition, it is not essential for the load control device 1 that at least some of the functions of the load control device 1 are concentrated in one housing, and the components of the load control device 1 may be distributed across multiple housings. For example, the operation reception unit 123 may be provided in a housing separate from the control unit 121. In addition, at least some of the functions of the control unit 121, etc. may be realized, for example, by a server or a cloud (cloud computing), etc.

また、例えば、ドロッパ電源回路131の代わりにスイッチング電源回路が用いられてもよいし、ドロッパ電源回路131を省略する等、回路設計に関して適宜の変更が可能である。 In addition, for example, a switching power supply circuit may be used instead of the dropper power supply circuit 131, or the dropper power supply circuit 131 may be omitted, and other appropriate changes to the circuit design are possible.

上記の実施形態では、制御部121は、負荷3へ電力を供給する給電状態と負荷3への電力供給を遮断する遮断状態とを切り替える制御を行うが、スイッチ部11を位相制御することによって負荷3への供給する電力を調整してもよい。上記の実施形態では、制御部121がスイッチ部11を位相制御する場合、制御部121がスイッチ部11を逆位相制御しているが、スイッチ部11を正位相制御してもよい。つまり、制御部121は、交流電圧Vacの半周期の始点から遮断期間が経過するまでスイッチ部11をオフ状態に制御し、遮断期間の経過後にスイッチ部11をオン状態に制御してもよい。 In the above embodiment, the control unit 121 controls switching between a power supply state in which power is supplied to the load 3 and a cut-off state in which power supply to the load 3 is cut off, but the power supplied to the load 3 may be adjusted by phase controlling the switch unit 11. In the above embodiment, when the control unit 121 controls the phase of the switch unit 11, the control unit 121 controls the switch unit 11 in reverse phase, but the control unit 121 may also control the switch unit 11 in forward phase. In other words, the control unit 121 may control the switch unit 11 to the off state from the start of a half cycle of the AC voltage Vac until the cut-off period has elapsed, and control the switch unit 11 to the on state after the cut-off period has elapsed.

また、上記の実施形態では、交流電源2は、単相100〔V〕、60〔Hz〕の商用電源であるが、単相100〔V〕、50〔Hz〕の商用電源であってもよい。また、交流電源2の電圧値は、100〔V〕に限らない。 In the above embodiment, the AC power source 2 is a single-phase 100 V, 60 Hz commercial power source, but it may be a single-phase 100 V, 50 Hz commercial power source. The voltage value of the AC power source 2 is not limited to 100 V.

また、上記の実施形態では、負荷制御装置1は片切スイッチであるが、他の構成であってもよい。例えば、負荷制御装置1は、3本の配線を接続可能な、いわゆる三路スイッチであってもよい。また、負荷制御装置1は、4本の配線を接続可能な、いわゆる四路スイッチであってもよい。負荷制御装置1が三路スイッチを構成する場合、2つの負荷制御装置1を組み合わせることにより、負荷3への通電状態を、例えば、建物における階段の上階部分と下階部分との2箇所で切り替えることが可能である。 In the above embodiment, the load control device 1 is a single-pole switch, but other configurations are also possible. For example, the load control device 1 may be a so-called three-way switch that can connect three wires. The load control device 1 may be a so-called four-way switch that can connect four wires. When the load control device 1 constitutes a three-way switch, by combining two load control devices 1, it is possible to switch the power supply state to the load 3 at two locations, for example, the upper and lower parts of a staircase in a building.

また、上記の実施形態では、ゼロクロス検出部191は、接続端子TA1-グランド間電圧が基準値以上になることをもって、スイッチ間電圧が負極性から正極性へ切り替わる際のゼロクロスを検出する構成であるが、逆であってもよい。つまり、ゼロクロス検出部191は、接続端子TA1-グランド間電圧が基準値未満になることをもって、スイッチ間電圧が正極性から負極性へ切り替わる際のゼロクロスを検出する構成であってもよい。同様に、ゼロクロス検出部192は、接続端子TA2-グランド間電圧が基準値以上になることをもって、スイッチ間電圧が正極性から負極性へ切り替わる際のゼロクロスを検出する構成であるが、逆であってもよい。つまり、ゼロクロス検出部192は、接続端子TA2-グランド間電圧が基準値未満になることをもって、スイッチ間電圧が負極性から正極性へ切り替わる際のゼロクロスを検出する構成であってもよい。 In the above embodiment, the zero-cross detection unit 191 is configured to detect a zero cross when the switch voltage switches from negative to positive when the voltage between the connection terminal TA1 and ground becomes equal to or greater than a reference value, but the opposite is also possible. In other words, the zero-cross detection unit 191 may be configured to detect a zero cross when the switch voltage switches from positive to negative when the voltage between the connection terminal TA1 and ground becomes less than a reference value. Similarly, the zero-cross detection unit 192 is configured to detect a zero cross when the switch voltage switches from positive to negative when the voltage between the connection terminal TA2 and ground becomes equal to or greater than a reference value, but the opposite is also possible. In other words, the zero-cross detection unit 192 may be configured to detect a zero cross when the switch voltage switches from negative to positive when the voltage between the connection terminal TA2 and ground becomes less than a reference value.

また、負荷3は、LEDからなる光源を備える照明装置に限らず、LED以外の光源を備える照明装置であってもよい。さらに、負荷3は、照明負荷に限らず、例えば、換気扇、表示装置、電動シャッタ、空調機器又は防犯機器等の機器(装置、システム及び設備を含む)であってもよい。また、負荷3は、1台の機器に限らず、電気的に直列又は並列に接続された複数台の機器であってもよい。 The load 3 is not limited to a lighting device having a light source made of an LED, but may be a lighting device having a light source other than an LED. Furthermore, the load 3 is not limited to a lighting load, but may be, for example, a device (including a device, system, and equipment) such as a ventilation fan, a display device, an electric shutter, an air conditioner, or a security device. The load 3 is not limited to a single device, but may be multiple devices electrically connected in series or parallel.

また、負荷制御装置1は、子機を接続するための操作端子を更に備えていてもよい。子機は、例えば、押釦スイッチ等の接点部を備えており、接点部のオン/オフが負荷制御装置1にて検知される。この場合、負荷制御装置1は、子機の動作(接点部のオン/オフ)に応じて、スイッチ部11の動作状態を切り替えるようにスイッチ部11を制御する。すなわち、子機において、例えば、押釦スイッチが押されて接点部がオンする度に、スイッチ部11の遮断状態と、導通状態とが切り替わるように、負荷制御装置1が動作する。要するに、負荷制御装置1では、スイッチ部11の制御は、無線通信部122及び操作受付部123の出力に応じて行われるのみならず、子機の動作に応じて行われてもよい。したがって、負荷制御装置1と子機とが、例えば、建物における階段の上階部分と下階部分との2箇所に分かれて設置されることにより、負荷3への通電状態を、2箇所で切り替えることが可能である。 The load control device 1 may further include an operation terminal for connecting a child device. The child device includes a contact portion such as a push button switch, and the on/off of the contact portion is detected by the load control device 1. In this case, the load control device 1 controls the switch portion 11 so as to switch the operating state of the switch portion 11 according to the operation of the child device (on/off of the contact portion). That is, the load control device 1 operates so that the switch portion 11 switches between a cut-off state and a conductive state every time the push button switch is pressed in the child device to turn on the contact portion. In short, in the load control device 1, the control of the switch portion 11 may be performed not only according to the output of the wireless communication portion 122 and the operation reception portion 123, but also according to the operation of the child device. Therefore, the load control device 1 and the child device are installed separately in two places, for example, the upper floor and lower floor of a staircase in a building, so that the power supply state to the load 3 can be switched at two places.

また、内部回路12は、無線通信部122及び操作受付部123に加えて又は代えて、センサ回路又はタイマ回路等を備えていてもよい。センサ回路は、一例として、人が存在するか否かを検知する人感センサ及び/又は明るさセンサ等を備える。負荷制御装置1は、これらのセンサ回路又はタイマ回路等の出力に基づいてスイッチ部11の制御を行うことが可能である。 The internal circuit 12 may also include a sensor circuit, a timer circuit, or the like, in addition to or instead of the wireless communication unit 122 and the operation reception unit 123. As an example, the sensor circuit includes a human presence sensor and/or a brightness sensor that detects whether or not a person is present. The load control device 1 can control the switch unit 11 based on the output of these sensor circuits or timer circuits.

また、上記実施形態では、スイッチ部11は、2つのMOSFETQ1,Q2を有しているが、MOSFETに限らず、その他の半導体スイッチであってもよい。例えば、スイッチ部11は、3端子の双方向サイリスタ(トライアック)にて実現されてもよいし、GaN(窒化ガリウム)等のワイドバンドギャップの半導体材料を用いたダブルゲート(デュアルゲート)構造の半導体素子を用いて実現されてもよい。 In the above embodiment, the switch unit 11 has two MOSFETs Q1 and Q2, but it is not limited to MOSFETs and may be other semiconductor switches. For example, the switch unit 11 may be realized by a three-terminal bidirectional thyristor (triac), or may be realized by a semiconductor element with a double gate (dual gate) structure using a wide band gap semiconductor material such as GaN (gallium nitride).

(まとめ)
以上説明したように、第1の態様の負荷制御装置(1)は、一対の接続端子(TA1,TA2)と、スイッチ部(11)と、内部回路(12)と、内部回路(12)に電力を供給するための蓄電部(C1)と、第1電源部(13)と、第2電源部(14)と、を備える。一対の接続端子(TA1,TA2)は、交流電源(2)及び負荷(3)の直列回路が接続される。スイッチ部(11)は、一対の接続端子(TA1,TA2)の間に接続される。内部回路(12)は、スイッチ部(11)のオン/オフを制御する制御部(121)を少なくとも含む。第1電源部(13)は、一対の接続端子(TA1,TA2)と蓄電部(C1)との間に接続されるDC/DCコンバータ(132)を含む。第1電源部(13)は、交流電源(2)から負荷(3)への電力供給を遮断する遮断状態においてDC/DCコンバータ(132)の出力電圧を蓄電部(C1)に印加することで蓄電部(C1)を充電する。第2電源部(14)は、交流電源(2)から負荷(3)へ電力を供給する給電状態において、一対の接続端子(TA1,TA2)と蓄電部(C1)との間に、第1電源部(13)に比べて低インピーダンスの充電経路を形成して蓄電部(C1)を充電する。
(summary)
As described above, the load control device (1) of the first aspect includes a pair of connection terminals (TA1, TA2), a switch unit (11), an internal circuit (12), a power storage unit (C1) for supplying power to the internal circuit (12), a first power supply unit (13), and a second power supply unit (14). The pair of connection terminals (TA1, TA2) are connected to a series circuit of an AC power source (2) and a load (3). The switch unit (11) is connected between the pair of connection terminals (TA1, TA2). The internal circuit (12) includes at least a control unit (121) that controls the on/off of the switch unit (11). The first power supply unit (13) includes a DC/DC converter (132) connected between the pair of connection terminals (TA1, TA2) and the power storage unit (C1). The first power supply unit (13) charges the power storage unit (C1) by applying the output voltage of the DC/DC converter (132) to the power storage unit (C1) in a cut-off state in which power supply from the AC power source (2) to the load (3) is cut off. The second power supply unit (14) charges the power storage unit (C1) by forming a charging path with lower impedance than that of the first power supply unit (13) between a pair of connection terminals (TA1, TA2) and the power storage unit (C1) in a power supply state in which power is supplied from the AC power source (2) to the load (3).

この態様によれば、給電状態から遮断状態に切り替わる場合に負荷(3)の動作が不安定になるのを抑制することができる。 According to this embodiment, it is possible to prevent the operation of the load (3) from becoming unstable when switching from a power supply state to a power cut-off state.

第2の態様の負荷制御装置(1)では、第1の態様において、給電状態での蓄電部(C1)の充電電圧よりも、遮断状態での蓄電部(C1)の充電電圧の方が低い。 In the load control device (1) of the second embodiment, the charging voltage of the storage unit (C1) in the cut-off state is lower than the charging voltage of the storage unit (C1) in the power supply state in the first embodiment.

この態様によれば、給電状態から遮断状態に切り替わる場合に負荷(3)の動作が不安定になるのを抑制することができる。 According to this embodiment, it is possible to prevent the operation of the load (3) from becoming unstable when switching from a power supply state to a power cut-off state.

第3の態様の負荷制御装置(1)では、第1の態様において、給電状態での蓄電部(C1)の充電電圧と、遮断状態での蓄電部(C1)の充電電圧との差が、給電状態での蓄電部(C1)の充電電圧の50%以下である。 In the load control device (1) of the third aspect, in the first aspect, the difference between the charging voltage of the storage unit (C1) in the power supply state and the charging voltage of the storage unit (C1) in the cut-off state is 50% or less of the charging voltage of the storage unit (C1) in the power supply state.

この態様によれば、給電状態から遮断状態に切り替わる場合に負荷(3)の動作が不安定になるのを抑制することができる。 According to this embodiment, it is possible to prevent the operation of the load (3) from becoming unstable when switching from a power supply state to a power cut-off state.

第4の態様の負荷制御装置(1)では、第1の態様において、給電状態での蓄電部(C1)の充電電圧と、遮断状態での蓄電部(C1)の充電電圧とが等しい。 In the load control device (1) of the fourth aspect, in the first aspect, the charging voltage of the storage unit (C1) in the power supply state is equal to the charging voltage of the storage unit (C1) in the cut-off state.

この態様によれば、給電状態から遮断状態に切り替わる場合に負荷(3)の動作が不安定になるのを抑制することができる。 According to this embodiment, it is possible to prevent the operation of the load (3) from becoming unstable when switching from a power supply state to a power cut-off state.

第5の態様の負荷制御装置(1)では、第1~4のいずれかの態様において、蓄電部(C1)の両端電圧を電圧変換して内部回路(12)の動作用の電力を生成する第3電源部(15)を更に備える。 The load control device (1) of the fifth aspect, in any one of the first to fourth aspects, further includes a third power supply unit (15) that converts the voltage across the storage unit (C1) to generate power for operating the internal circuit (12).

この態様によれば、給電状態から遮断状態に切り替わる場合に負荷(3)の動作が不安定になるのを抑制することができる。 According to this embodiment, it is possible to prevent the operation of the load (3) from becoming unstable when switching from a power supply state to a power cut-off state.

第6の態様の負荷制御装置(1)では、第5の態様において、蓄電部(C1)と第3電源部(15)との間に、電流の電流値を所定値以下に制限する電流制限部(16)が接続されている。 In the sixth embodiment of the load control device (1), a current limiting unit (16) that limits the current value to a predetermined value or less is connected between the power storage unit (C1) and the third power supply unit (15) in the fifth embodiment.

この態様によれば、給電状態から遮断状態に切り替わる場合に負荷(3)の動作が不安定になるのを抑制することができる。 According to this embodiment, it is possible to prevent the operation of the load (3) from becoming unstable when switching from a power supply state to a power cut-off state.

第7の態様の負荷制御装置(1)では、第6の態様において、電流制限部(16)が定電流回路(161)を含む。 In the seventh aspect of the load control device (1), the current limiting unit (16) in the sixth aspect includes a constant current circuit (161).

この態様によれば、給電状態から遮断状態に切り替わる場合に負荷(3)の動作が不安定になるのを抑制することができる。 According to this embodiment, it is possible to prevent the operation of the load (3) from becoming unstable when switching from a power supply state to a power cut-off state.

第8の態様の負荷制御装置(1)では、第6又は7の態様において、蓄電部(C1)は第1蓄電部(C1)である。第3電源部(15)と電流制限部(16)との間に第2蓄電部(C2)が接続されている。 In the eighth aspect of the load control device (1), in the sixth or seventh aspect, the storage unit (C1) is the first storage unit (C1). The second storage unit (C2) is connected between the third power supply unit (15) and the current limiting unit (16).

この態様によれば、給電状態から遮断状態に切り替わる場合に負荷(3)の動作が不安定になるのを抑制することができる。 According to this embodiment, it is possible to prevent the operation of the load (3) from becoming unstable when switching from a power supply state to a power cut-off state.

第9の態様の負荷制御装置(1)では、第1~8のいずれかの態様において、内部回路(12)が、無線通信を行う無線通信部(122)を更に含む。 In the load control device (1) of the ninth aspect, in any one of the first to eighth aspects, the internal circuit (12) further includes a wireless communication unit (122) that performs wireless communication.

この態様によれば、給電状態から遮断状態に切り替わる場合に負荷(3)の動作が不安定になるのを抑制することができる。 According to this embodiment, it is possible to prevent the operation of the load (3) from becoming unstable when switching from a power supply state to a power cut-off state.

第10の態様の負荷制御装置(1)では、第1~9のいずれかの態様において、負荷(3)が調光可能な照明負荷(3)を含む。制御部(121)は、交流電源(2)の交流電圧(Vac)の各半周期に、照明負荷(3)の調光レベルに応じて決定した導通期間にスイッチ部(11)をオンに制御し、導通期間以外の遮断期間にスイッチ部(11)をオフに制御する。 In the load control device (1) of the tenth aspect, in any one of the first to ninth aspects, the load (3) includes a dimmable lighting load (3). The control unit (121) controls the switch unit (11) to be on during a conduction period determined according to the dimming level of the lighting load (3) during each half cycle of the AC voltage (Vac) of the AC power source (2), and controls the switch unit (11) to be off during a cut-off period other than the conduction period.

この態様によれば、給電状態から遮断状態に切り替わる場合に負荷(3)の動作が不安定になるのを抑制することができる。 According to this embodiment, it is possible to prevent the operation of the load (3) from becoming unstable when switching from a power supply state to a power cut-off state.

第11の態様の負荷制御装置(1)では、第10の態様において、制御部(121)は、交流電圧(Vac)の半周期の始点から導通期間が経過するまでスイッチ部(11)をオン状態に制御し、導通期間の経過後にスイッチ部(11)をオフ状態に制御する。 In the load control device (1) of the eleventh aspect, in the tenth aspect, the control unit (121) controls the switch unit (11) to be in the on state from the start of a half cycle of the AC voltage (Vac) until the conduction period has elapsed, and controls the switch unit (11) to be in the off state after the conduction period has elapsed.

この態様によれば、給電状態から遮断状態に切り替わる場合に負荷(3)の動作が不安定になるのを抑制することができる。 According to this embodiment, it is possible to prevent the operation of the load (3) from becoming unstable when switching from a power supply state to a power cut-off state.

上記態様に限らず、上記実施形態に係る負荷制御装置(1)の種々の構成(変形例を含む)は、負荷制御装置(1)の制御方法、(コンピュータ)プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化可能である。 Not limited to the above aspects, various configurations (including modified examples) of the load control device (1) according to the above embodiment can be embodied as a control method for the load control device (1), a (computer) program, or a non-transitory recording medium on which a program is recorded, etc.

第2~第11の態様に係る構成については、負荷制御装置(1)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。 The configurations according to the second to eleventh aspects are not essential for the load control device (1) and may be omitted as appropriate.

1 負荷制御装置
2 交流電源
3 負荷(照明負荷)
11 スイッチ部
12 内部回路
13 第1電源部
14 第2電源部
15 第3電源部
16 電流制限部
132 DC/DCコンバータ
161 定電流回路
C1 蓄電部(第1蓄電部)
C2 第2蓄電部
TA1,TA2 接続端子
Vac 交流電圧
1 Load control device 2 AC power supply 3 Load (lighting load)
REFERENCE SIGNS LIST 11 Switch section 12 Internal circuit 13 First power supply section 14 Second power supply section 15 Third power supply section 16 Current limiting section 132 DC/DC converter 161 Constant current circuit C1 Power storage section (first power storage section)
C2 Second storage unit TA1, TA2 Connection terminal Vac AC voltage

Claims (8)

交流電源及び負荷の直列回路が接続される一対の接続端子と、
前記一対の接続端子の間に接続されるスイッチ部と、
前記スイッチ部のオン/オフを制御する制御部を少なくとも含む内部回路と、
前記内部回路に電力を供給するための蓄電部と、
前記一対の接続端子と前記蓄電部との間に接続されるDC/DCコンバータを含み、前記交流電源から前記負荷への電力供給を遮断する遮断状態において前記DC/DCコンバータの出力電圧を前記蓄電部に印加することで前記蓄電部を充電する第1電源部と、
前記交流電源から前記負荷へ電力を供給する給電状態において、前記一対の接続端子と前記蓄電部との間に、前記第1電源部に比べて低インピーダンスの充電経路を形成して前記蓄電部を充電する第2電源部と、
前記蓄電部の両端電圧を電圧変換して前記内部回路の動作用の電力を生成する第3電源部と、を備え、
前記蓄電部と前記第3電源部との間に、電流の電流値を所定値以下に制限する電流制限部が接続されており、
前記蓄電部は第1蓄電部であり、
前記第3電源部と前記電流制限部との間に第2蓄電部が接続されており、
前記第2蓄電部の両端間に接続されたツェナーダイオードとスイッチ素子の直列回路を備え、
前記制御部は、前記スイッチ部の導通状態で前記スイッチ素子を導通状態に制御する、
負荷制御装置。
A pair of connection terminals to which a series circuit of an AC power source and a load is connected;
a switch portion connected between the pair of connection terminals;
an internal circuit including at least a control unit for controlling the on/off of the switch unit;
a power storage unit for supplying power to the internal circuit;
a first power supply unit including a DC/DC converter connected between the pair of connection terminals and the power storage unit, the first power supply unit applying an output voltage of the DC/DC converter to the power storage unit in a cut-off state in which power supply from the AC power source to the load is cut off, thereby charging the power storage unit;
a second power supply unit that, in a power supply state in which power is supplied from the AC power source to the load, forms a charging path having a lower impedance than that of the first power supply unit between the pair of connection terminals and the power storage unit, and charges the power storage unit;
a third power supply unit that converts a voltage between both ends of the power storage unit to generate power for operating the internal circuit,
a current limiting unit that limits a current value to a predetermined value or less is connected between the power storage unit and the third power supply unit,
the power storage unit is a first power storage unit,
a second power storage unit is connected between the third power supply unit and the current limiting unit,
a series circuit including a Zener diode and a switch element connected between both ends of the second power storage unit,
The control unit controls the switch element to be in a conductive state when the switch unit is in a conductive state.
Load control device.
前記給電状態での前記蓄電部の充電電圧よりも、前記遮断状態での前記蓄電部の充電電圧の方が低い、
請求項1に記載の負荷制御装置。
a charging voltage of the power storage unit in the power supplying state is lower than a charging voltage of the power storage unit in the power interrupted state;
The load control device according to claim 1 .
前記給電状態での前記蓄電部の充電電圧と、前記遮断状態での前記蓄電部の充電電圧との差が、前記給電状態での前記蓄電部の充電電圧の50%以下である、
請求項1に記載の負荷制御装置。
a difference between a charging voltage of the power storage unit in the power supplying state and a charging voltage of the power storage unit in the power cut-off state is 50% or less of the charging voltage of the power storage unit in the power supplying state;
The load control device according to claim 1 .
前記給電状態での前記蓄電部の充電電圧と、前記遮断状態での前記蓄電部の充電電圧とが等しい、
請求項1に記載の負荷制御装置。
A charging voltage of the power storage unit in the power supplying state is equal to a charging voltage of the power storage unit in the power cut-off state.
The load control device according to claim 1 .
前記電流制限部が定電流回路を含む、
請求項1~4のいずれか1項に記載の負荷制御装置。
The current limiting unit includes a constant current circuit.
The load control device according to any one of claims 1 to 4.
前記内部回路が、無線通信を行う無線通信部を更に含む、The internal circuit further includes a wireless communication unit for performing wireless communication.
請求項1~5のいずれか1項に記載の負荷制御装置。The load control device according to any one of claims 1 to 5.
前記負荷が調光可能な照明負荷を含み、the load comprises a dimmable lighting load;
前記制御部は、前記交流電源の交流電圧の各半周期に、前記照明負荷の調光レベルに応じて決定した導通期間に前記スイッチ部をオンに制御し、前記導通期間以外の遮断期間に前記スイッチ部をオフに制御する、The control unit controls the switch unit to be on during a conduction period determined according to a dimming level of the lighting load during each half cycle of the AC voltage of the AC power supply, and controls the switch unit to be off during a cut-off period other than the conduction period.
請求項1~6のいずれか1項に記載の負荷制御装置。The load control device according to any one of claims 1 to 6.
前記制御部は、前記交流電圧の半周期の始点から前記導通期間が経過するまで前記スイッチ部をオン状態に制御し、前記導通期間の経過後に前記スイッチ部をオフ状態に制御する、the control unit controls the switch unit to an on state from a start point of a half cycle of the AC voltage until the conduction period has elapsed, and controls the switch unit to an off state after the conduction period has elapsed.
請求項7に記載の負荷制御装置。The load control device according to claim 7.
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