双线式调光开关制造技术

一种双线式调光开关，具备：主开闭电路(10)，其以三端双向交流开关(11)为主开关元件；频率检测电路(17)，其检测交流电源(2)的频率；辅助开闭电路(18)，其以晶闸管为辅助开关元件，在主开关元件未导通时流通负载电流；调光量设定电路(4)，其由用户来操作；以及控制电路(16)，其基于频率检测电路(17)的检测信号来检测交流电源(2)的频率并估计电压过零点，在第一定时开始输出用于使辅助开闭电路(18)导通的驱动信号，在比下一个估计出的电压过零点早规定时间的第二定时停止驱动信号的输出，在该双线式调光开关中，在负载电流值小而主开闭电路(10)变为非导通时，通过辅助开闭电路(18)继续流通负载电流。由此，即使在作为照明负载连接了LED灯泡的情况下也使LED灯泡的明亮度稳定，减少闪烁、波动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双线式调光开关
本专利技术涉及一种用于调节照明负载的明亮度的双线式调光开关。
技术介绍
以往，以白炽灯泡的调光为目的，使用三端双向交流开关等半导体开关元件的调光开关正在被实用化。图8表示使用三端双向交流开关51的双线式调光开关50的基本电路结构(第一以往例)。该双线式调光开关50与交流电源2和照明负载(白炽灯泡)3串联连接。双线式调光开关50包括:三端双向交流开关51、连接于三端双向交流开关51的栅电极而用于输出栅极驱动信号的例如两端交流开关(diac)(触发二极管)52、与由用户操作的操作构件连接的可变电阻器53、固定电阻体54、电容器55、滤波元件56等。在双线式调光开关50中，当接通开关57时，从交流电源2经由可变电阻器53向电容器55充电，当电容器55的两端电压达到两端交流开关52的转折电压时三端双向交流开关51导通。然后，三端双向交流开关51在交流电源的电压过零点消弧。即，按交流电源的半个周期，重复进行利用两端交流开关52实现的三端双向交流开关51的触发(导通)和自消弧(非导通)。通过调节可变电阻器53的电阻值来对三端双向交流开关51的触发期间进行相位控制，由此能够对照明负载3进行调光。第一以往例的双线式调光开关50通过改变可变电阻器53的电阻值来对照明负载3进行调光，因此可变电阻器53引起的损耗大。另外，由于对可变电阻器53直接施加交流电源2的电压，因此无法使可变电阻器53自身小型化，双线式调光开关50的小型化也是有限的。并且，当连接于相同交流电源2的其它设备进行动作时，交流电源2产生电压变动，照明负载3的明亮度会瞬间 地变动。为了解决上述第一以往例的双线式调光开关50的问题点，在日本特开平11-67479号公报中，提出了一种使用微型计算机等来控制使半导体开关元件导通的定时、即输出栅极驱动信号的定时的调光开关。此外，该调光开关是3线式的，图9表示将其应用于双线式调光开关的电路结构(第二以往例)。在第二以往例的双线式调光开关60中，在三端双向交流开关61的栅电极上连接有光电三端双向交流开关耦合器62的次级侧光电三端双向交流开关63。另外，三端双向交流开关61的其它电极之间连接有整流电路65，经整流电路65进行全波整流所得的电力被输入到电源部66。利用由电源部66转换得到的直流电力来驱动控制部67。在此，对整流电路65施加交流电源2的电压、例如交流(AC) 100V。另一方面，例如以直流(DC) 3V~6V来驱动控制部67。光电三端双向交流开关稱合器62将控制部67和半导体开关兀件61光绝缘。控制部67根据与由用户操作的操作构件连接的可变电阻器68的电阻值，在预先存储在查找表(look-up table)中的定时使晶体管69导通。当晶体管69导通时，电流流过光电三端双向交流开关耦合器62的初级侧的发光二极管64，次级侧光电三端双向交流开关63导通。当光电三端双向交流开关I禹合器62的次级侧光电三端双向交流开关63导通时，负载电流开始流动，并且三端双向交流开关61的栅极电压上升。当三端双向交流开关61的栅极电压变为阈值以上时，三端双向交流开关61导通，从交流电源2流向照明负载3的电流在双线式调光开关60内从光电三端双向交流开关63换流到三端双向交流开关61，光电三端双向交流开关63变为非导通。近年来，使用LED (Light Emitting D1de:发光二极管)的LED灯泡被实用化，以替换白炽灯泡。随之，LED灯泡中尤其是能够调光的LED灯泡被实用化。白炽灯泡是电阻体本身，与此相对，LED灯泡如图10所示那样由多个LED元件及其驱动电路构成。LED驱动电路70包括:对交流电力进行整流的整流电路71、电感器72、用于蓄积电力的缓冲电容器73,LED阵列77、与LED阵列77并联连接的电容器76、用于向LED阵列77流通恒定电流的FET(Field Effect Transistor:场效应晶体管)75及其驱动IC74等。S卩，LED灯泡作为负载，是由二极管、IC构成的电子电路。图11的(a)表示交流电源的1/2周期中的白炽灯泡的负载电压和负载电流的波形，图11的(b)表不LED灯泡的负载电压和负载电流的波形。白炽灯泡的功率因数为1，电压与电流呈现几乎相同的波形。与此相对，在LED灯泡的情况下，负载电流主要用于对电容器73进行充电，在三端双向交流开关导通的同时瞬间地呈现大的值，但立即变小。若想要以第一以往例的双线式调光开关50对呈现这种特性的LED灯泡进行调光控制，则会产生如下的问题点。图12表示以第一以往例的双线式调光开关50对LED灯泡进行调光控制的情况下的问题点。如图12所示，当三端双向交流开关51导通时，瞬间地流动大的负载电流，但立即变小。当负载电流的值变得小于三端双向交流开关51的保持电流时，三端双向交流开关51会自消弧而变为非导通。当三端双向交流开关51变为非导通时电容器73的电压下降，驱动IC74进行控制使得流向FET75的电流变小。于是，流过LED阵列77的电流变少，LED灯泡的明亮度降低。另外，当由于叠加于交流电源2的噪声的影响而负载电流暂时地变小、或者如图13所示那样由于连接于相同交流电源2的其它设备的动作而交流电源2产生电压变动时，LED灯泡的明亮度降低。另一方面，在第二以往例的双线式调光开关60的情况下，如果持续向光电三端双向交流开关耦合器62的次级侧的光电三端双向交流开关63流通电流，则能够使负载电流持续流动。但是，由于有数mA?数十mA的电流流过光电三端双向交流开关63，因此为了维持长时间导通而要消耗很多电力。特别是，由于LED灯泡实质上是如上所述的电子电路本身，消耗电力少，因此若双线式调光开关60侧消耗很多电力则有可能陷于无法控制的境地。本专利技术是为了解决上述以往例的问题而完成的，其目的在于提供一种即使在作为照明负载连接了 LED灯泡的情况下也使LED灯泡的明亮度稳定而闪烁、波动少的双线式调光开关。
技术实现思路
本专利技术所涉及的双线式调光开关与交流电源和照明负载串联连接，其特征在于，具备:被输入交流电力的第一连接端子和第二连接端子；主开闭电路，其连接于上述第一连接端子与上述第二连接端子之间，以第一半导体开关元件为主开关元件；整流电路，其连接于上述第一连接端子与上述第二连接端子之间；电源电路，其连接于上述整流电路的直流侧，确保上述双线式调光开关的内部电源；频率检测电路，其连接于上述整流电路的直流侧，输出用于检测上述交流电源的频率的规定的检测信号；辅助开闭电路，其连接于上述整流电路的直流侧或交流侧，以第二半导体开关元件为辅助开关元件，在上述主开关元件未导通时流通负载电流，并且输出栅极驱动信号以使上述主开关元件或其它半导体开关元件导通；调光量设定电路，其由用户来操作，用于设定用于调节上述照明负载的明亮度的调光量；以及控制电路，其基于从上述频率检测电路输出的上述检测信号来检测上述交流电源的频率，估计上述交流电源的电压过零点，在基于由上述调光量设定电路设定的调光量以及估计出的电压过零点决定的第一定时开始输出用于使上述辅助开闭电路导通的驱动信号，在比上述估计出的电压过零点的下一个估计出的电压过零点早规定时间的第二定时停止上述驱动信号的输出。另外，优选的是，还具备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双线式调光开关，与交流电源和照明负载串联连接，该双线式调光开关的特征在于，具备：被输入交流电力的第一连接端子和第二连接端子；主开闭电路，其连接于上述第一连接端子与上述第二连接端子之间，以第一半导体开关元件为主开关元件；整流电路，其连接于上述第一连接端子与上述第二连接端子之间；电源电路，其连接于上述整流电路的直流侧，确保上述双线式调光开关的内部电源；频率检测电路，其连接于上述整流电路的直流侧，输出用于检测上述交流电源的频率的规定的检测信号；辅助开闭电路，其连接于上述整流电路的直流侧或交流侧，以第二半导体开关元件为辅助开关元件，在上述主开关元件未导通时流通负载电流，并且输出栅极驱动信号以使上述主开关元件或其它半导体开关元件导通；调光量设定电路，其由用户来操作，用于设定用于调节上述照明负载的明亮度的调光量；以及控制电路，其基于从上述频率检测电路输出的上述检测信号来检测上述交流电源的频率，估计上述交流电源的电压过零点，在基于由上述调光量设定电路设定的调光量以及估计出的电压过零点决定的第一定时开始输出用于使上述辅助开闭电路导通的驱动信号，在比上述估计出的电压过零点的下一个估计出的电压过零点早规定时间的第二定时停止上述驱动信号的输出。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.17 JP 2012-0075291.一种双线式调光开关，与交流电源和照明负载串联连接，该双线式调光开关的特征在于，具备: 被输入交流电力的第一连接端子和第二连接端子； 主开闭电路，其连接于上述第一连接端子与上述第二连接端子之间，以第一半导体开关元件为主开关元件； 整流电路，其连接于上述第一连接端子与上述第二连接端子之间； 电源电路，其连接于上述整流电路的直流侧，确保上述双线式调光开关的内部电源；频率检测电路，其连接于上述整流电路的直流侧，输出用于检测上述交流电源的频率的规定的检测信号； 辅助开闭电路，其连接于上述整流电路的直流侧或交流侧，以第二半导体开关元件为辅助开关元件，在上述主开关元件未导通时流通负载电流，并且输出栅极驱动信号以使上述主开关元件或其它半导体开关元件导通； 调光量设定电路，其由用户来操作，用于设定用于调节上述照明负载的明亮度的调光量；以及 控制电路，其基于从上述频率检测电路输出的上述检测信号来检测上述交流电源的频率，估计上述交流电源的电压过零点，在基于由上述调光量设定电路设定的调光量以及估计出的电压过零点决定的第一定时开始输出用于使上述辅助开闭电路导通的驱动信号，在比上述估计出的电压过零点的下一个估计出的电压过零点早规定时间的第二定时停止上述驱动信号的输出。2.根据权利要求1所述的双线式调光开关，其特征在于， 还具...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤洁，工藤弘行，松浦修次，平田聪，佐佐木麻衣，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP