TW202114470A - 負載控制裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的在於提供一種容易使對負載的電力供給穩定之負載控制裝置。此負載控制裝置(1)包含:開關部(2)、第一電源電路(41)、第二電源電路(42)、內部電路(3)及預充電路(43)。開關部(2)係插入在電源(11)與負載(12)之間。第一電源電路(41)係從施加至開關部(2)兩端的電壓產生電力。第二電源電路(42)係從施加至開關部(2)兩端的電壓產生電力。內部電路(3)係由第一電源電路(41)或是第二電源電路(42)供給電力。預充電路(43)係藉由來自第一電源電路(41)及第二電源電路(42)中之一個電路的電力,將另一個電路所包含的電容元件(C3)進行充電。
Description
本發明一般而言係關於一種負載控制裝置,更詳細而言,係關於一種具備插入在電源與負載之間之開關部的負載控制裝置。
在文獻1(日本國公開專利公報第2012-14953號)中,記載了將負載(LED照明器具)進行調光的負載控制裝置(二線式調光器)。文獻1所記載的負載控制裝置包含:插入在交流電源與負載之間的開關部(三端雙向可控矽開關)、控制部(控制電路)及電力產生電路(電源產生電路)。控制部係基於檢測交流電源之過零點的檢測電路之檢測訊號,而控制開關部導通。電力產生電路係連接至開關部的兩端間,並在開關部的斷開期間,產生控制部動作用的電力(電源)。
在此種負載控制裝置中,若控制部或是控制部以外的消耗電力增大,則會有控制部之動作用的電力不足,而容易使對負載對不穩定這樣的問題。
本發明之目的在於提供一種容易使對負載的電力供給穩定之負載控制裝置。
依本發明之一態樣的負載控制裝置包含:開關部、第一電源電路、第二電源電路、內部電路及預充電路。該開關部係插入在電源與負載之間。該第一電源電路係從施加至該開關部兩端的電壓產生電力。該第二電源電路係從施加至該開關部兩端的電壓產生電力。該內部電路係由該第一電源電路或是該第二電源電路供給電力。該預充電路係藉由來自該第一電源電路及該第二電源電路中之一個電路的電力,對另一個電路所包含的電容元件進行充電。
(實施態樣1)
(1)概要
以下,參照圖1說明依本發明之實施態樣1的負載控制裝置1之概要。
如圖1所示,依本發明之實施態樣的負載控制裝置1係具備電源11及插入在負載12之間的開關部2之裝置。本發明中所謂的「插入」,係意指插入在電性連接的二者間,開關部2係在以電源11及負載12構成的電路中,成為電性連接在電源11與負載12之間。換言之,負載12係經由開關部2而與電源11電性連接。
開關部2例如係以電晶體或是雙方向閘流體等半導體開關加以實現。在本發明之實施態樣中,負載控制裝置1係藉由以電子的方式控制開關部2,而以電子的方式切換電源11與負載12之間的導通/非導通,即所謂的電子開關。負載控制裝置1具備一對端子101、102(參照圖2),開關部2係電性連接在一對端子101、102間。換言之,在負載控制裝置1的內部中,端子101與端子102係經由開關部2而電性連接。當其中一個端子101(第1端子)與電源11連接,另一個端子102(第2端子)與負載12連接時,開關部2會插入在電源11與負載12之間。
依如此之構成,負載控制裝置1可藉由開關部2控制從電源11往負載12的通電狀態(電力的供給狀態)。基本上,只要開關部2的動作狀態為導通狀態,則端子101與端子102之間會經由開關部2而導通,若開關部2的動作狀態為斷開狀態,則端子101與端子102之間便成為非導通。亦即,只要開關部2為導通狀態,則會藉由負載控制裝置1進行從電源11往負載12的電力供給,若開關部2為斷開狀態,則會藉由負載控制裝置1斷開從電源11往負載12的電力供給。
此外,依本發明之實施態樣的負載控制裝置1更具備內部電路3及電力產生電路4。內部電路3包含控制開關部2的控制部31等。電力產生電路4係產生內部電路3動作用的電力。
電力產生電路4係從施加至開關部2兩端的電壓,產生內部電路3動作用的電力。電力產生電路4具有第一電源電路41及第二電源電路42,並從第一電源電路41及第二電源電路42中任一者,對內部電路3供給動作用的電力。換言之,電力產生電路4所包含的第一電源電路41及第二電源電路42,各自將藉由電源11施加至一對端子101、102間的電壓作為輸入,而產生內部電路3動作用的電力。如此,負載控制裝置1亦可從用於在電源11與負載12之間插入開關部2的一對端子101、102,確保內部電路3動作用的電力。
亦即,負載控制裝置1亦可藉由與一對端子101、102連接的兩條電線,確保內部電路3動作用的電力,即所謂的二線式負載控制裝置。在如此之二線式的負載控制裝置1中,並不需要將用於供給內部電路3動作用之電力的電源端子與一對端子101、102分開設置,亦使設置負載控制裝置1時的配線作業變得簡單。
此處,依本發明之實施態樣的負載控制裝置1具備:開關部2、第一電源電路41、第二電源電路42、內部電路3及預充電路43。開關部2係插入在電源11與負載12之間。第一電源電路41係從施加至開關部2兩端的電壓產生電力。第二電源電路42係從施加至開關部2兩端的電壓產生電力。內部電路3係由第一電源電路41或是第二電源電路42供給電力。預充電路43係藉由來自第一電源電路41及第二電源電路42中之一個電路的電力,將另一個電路所包含的電容元件C3進行充電。
亦即,依本發明之實施態樣的負載控制裝置1除了開關部2、第一電源電路41、第二電源電路42及內部電路3之外,更具備預充電路43。依預充電路43,係藉由從第一電源電路41及第二電源電路42中之一者對另一者的電容元件C3調節供應電力,例如,在開始從另一個電路對內部電路3供給電力時,可縮短電容元件C3充電所花費的時間。從而,依負載控制裝置1,至少在將對內部電路3的電力供給源,從第一電源電路41及第二電源電路42中之一者切換成另一者時,容易順暢地實現該切換。就結果而言,具有以下優點:在第一電源電路41及第二電源電路42的切換之際,容易抑制「從電源11供給至負載12的電力變動之情形」,而使對負載12的電力供給容易穩定。
(2)詳細
(2.1)前提
在本發明之實施態樣中,負載控制裝置1係固定於建築物的安裝對象物。本發明中所謂的「安裝對象物」,係指固定負載控制裝置1的物體,例如包含:建築物的牆壁、頂棚或是地板等營建物,或是桌子、櫃子或櫃台等日常用具(包含裝橫材料)等。設置負載控制裝置1的建築物,例如,獨戶住宅或是集合住宅等住宅設施、或是辦公室、店舖、學校、工廠、醫院或照護設施等非住宅設施。
在本發明之實施態樣中,就一例而言,係假設負載控制裝置1為裝設於由住宅之牆壁所構成的安裝對象物的嵌入型配線器具。又,假設電源11為例如單相100[V]、60[Hz]的商用交流電源(系統電源)。再者,假設負載12例如為照明裝置(照明器具),其具備由LED(Light Emitting Diode:發光二極體)所構成之光源、及使光源點燈之點亮電路。該負載12係在來自電源11的電力供給時,點亮光源。
又,負載控制裝置1具備用於連接電線的端子101、102,例如,藉由將迴繞於牆壁(安裝對象物)內的電線連接至端子101、102,而經由電線與電源11及負載12電性連接。電線可直接連接至電源11(系統電源等),亦可經由配電盤等間接連接。
又,本發明中所謂的端子101、102等「端子」,亦可不是用於連接電線等的零件,例如,亦可為電子元件的引線,或是電路基板所包含之導體的一部分等。
又,在本發明中,當二個值的比較中具有「以上」的情況時,係包含「二個值相等的情況」、及「二個值中的其中一者超過另一者的情況」兩種。然而,並不限定於此,在此所謂的「以上」,亦可僅包含二個值中的其中一者超過另一者的情況,即與「大於」同義。亦即,由於是否包含二個值相等的情況,可根據基準值等設定而任意變更,故在「以上」或「大於」間,並無技術上的差異。同樣地,就「未滿」而言,亦可與「以下」同義。
(2.2)負載控制裝置的整體構成
以下,參照圖1~圖3,說明依本發明之實施態樣的負載控制裝置1的整體構成。
如圖1所示,負載控制裝置1具備:開關部2、電力產生電路4及內部電路3。電力產生電路4包含:第一電源電路41、第二電源電路42及預充電路43。亦即,負載控制裝置1具備:開關部2、內部電路3、第一電源電路41、第二電源電路42及預充電路43。又,在本發明之實施態樣中,如圖2所示,負載控制裝置1更具備:一對端子101、102、過零點(圖中記載為「ZC」)檢測部51、52、電壓檢測部53、54、充電檢測部55及位準移位電路56。該等負載控制裝置1的構成零件(開關部2及端子101、102等)係收納於一個殼體。
一對端子101、102各自為與電線電性且機械連接的零件。就一例而言,一對端子101、102各自為藉由從端子孔插入電線而連接電線之所謂電線插入式的速接端子。
開關部2係插入在電源11與負載12之間,並切換電源11與負載12之間的導通/斷開。在本發明之實施態樣中,就一例而言,開關部2具有在一對端子101、102之間,電性地串聯連接的兩個MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor:金屬氧化物半導體場效應電晶體)21、22。該等兩個MOSFET21、22各自為增強型的n通道MOSFET。兩個MOSFET21、22係藉由將源極端子彼此互相連接,亦即所謂的反向串聯連接,而對雙方向的電流切換導通/斷開。
各MOSFET21、22的閘極端子係與位準移位電路56電性連接。位準移位電路56係藉由輸入來自後述控制部31的控制訊號Si10(參照圖3),而驅動各MOSFET21、22。
又,如上所述,開關部2包含斷開狀態與導通狀態作為其動作狀態。這當中的導通狀態,不僅包含開關部2連續導通的狀態,亦包含開關部2間歇導通的狀態。亦即,在本發明中,開關部2的斷開狀態,係指斷開從電源11往負載12之電力供給的狀態,開關部2的導通狀態,係指進行從電源11往負載12之電力供給的狀態。
此處,係假設在開關部2為非導通的狀態下,交流電壓會從電源11施加至開關部2。亦即,只要開關部2為非導通,則施加至開關部2兩端間的電壓(以下,亦稱為「開關間電壓」),係與來自電源11的交流電壓大致相等。又,以下,係將端子101為高電位的開關間電壓之極性稱為「正極性」,將端子102為高電位的開關間電壓之極性稱為「負極性」。
過零檢測部51、52係藉由檢測開關間電壓的大小,而檢測開關間電壓的過零點。過零檢測部51係與端子101電性連接。
過零檢測部51係藉由將「端子101-接地端(基準電位點)間電壓的絕對值」與「基準值(例如,10[V])」進行比較,而檢測開關間電壓從負極性切換成正極性時的過零點。亦即,過零檢測部51檢測到正極性的開關間電壓從未滿基準值的狀態轉變成基準值以上的狀態時,便判斷為過零點。過零檢測部52係與端子102電性連接。過零檢測部52係藉由將「端子102-接地端(基準電位點)間電壓的絕對值」與「基準值(例如,10[V])」進行比較,而檢測開關間電壓從正極性切換成負極性時的過零點。亦即,過零檢測部52檢測到負極性的開關間電壓從未滿基準值的狀態轉變成基準值以上的狀態時,便判斷為過零點。
從而,藉由過零檢測部51、52檢測之過零點的檢測時間點,係比嚴格意義上的過零點(0[V])延遲一些時間。
如上所述,電力產生電路4包含第一電源電路41、第二電源電路42及預充電路43。又,在本發明之實施態樣中,如圖2及圖3所示,電力產生電路4除了第一電源電路41、第二電源電路42及預充電路43之外,更具有一次側二極體D1、D2、二次側二極體D3、D4及DC/DC轉換器44。圖中係將DC/DC轉換器44僅記載為「DC/DC」。
電力產生電路4係從施加至開關部2兩端之電壓,產生內部電路3動作用的電力。亦即,電力產生電路4係將開關間電壓作為輸入,而將動作用的電力供給至內部電路3。在本發明之實施態樣中,電力產生電路4係從其輸出端將輸出電壓Vout加以輸出。藉由將輸出電壓Vout施加至內部電路3,而將電力從電力產生電路4供給至內部電路3。
此處,第一電源電路41的輸入端係分別經由一次側二極體D1、D2,而與一對端子101、102電性連接。第二電源電路42其輸入端亦同樣地分別經由一次側二極體D1、D2,而與一對端子101、102電性連接。又,第一電源電路41的輸出端係經由二次側二極體D3,而與DC/DC轉換器44電性連接。第二電源電路42的輸出端係經由二次側二極體D4,而與DC/DC轉換器44電性連接。DC/DC轉換器44係將從第一電源電路41或第二電源電路42輸入的直流電壓,轉換成由既定大小之直流電壓所構成的輸出電壓Vout。藉此,電力產生電路4會從第一電源電路41及第二電源電路42兩個電路中之任一者,將電力供給至內部電路3。
此外,在本發明之實施態樣中,係根據開關部2的動作狀態,而切換內部電路3的電力供給源。亦即,如上所述,開關部2的動作狀態包含:斷開從電源11往負載12之電力供給的斷開狀態、及進行從電源11往負載12之電力供給的導通狀態。此處,斷開狀態係從第一電源電路41將電力供給至內部電路3,而導通狀態係從第二電源電路42將電力供給至內部電路3。又,預充電路43係藉由來自第一電源電路41的電力,將第二電源電路42所包含的電容元件C3進行充電。換言之,第一電源電路41係用於在斷開狀態中將電力供給至內部電路3的斷開時用之電源電路。第二電源電路42係用於在導通狀態中將電力供給至內部電路3的導通時用之電源電路。
如此,在本發明之實施態樣中,內部電路3的電力供給源會根據開關部2的動作狀態處於斷開狀態或導通狀態,而在第一電源電路41與第二電源電路42間切換。總而言之,電力產生電路4包含第一電源電路41及第二電源電路42兩個電源電路,該等兩個電源電路係根據開關部2的斷開狀態與導通狀態而分開使用。
又,斷開時用之第一電源電路41、與導通時用之第二電源電路42,在要求的特性上具有差異。亦即,就斷開時用之第一電源電路41而言,由於開關部2處於斷開狀態,因此為了降低通過電力產生電路4而在一對端子101、102間流動的漏洩電流,係要求相對較高的阻抗。另一方面,就導通時用之第二電源電路42而言,由於開關部2處於導通狀態,因此為了藉由電力產生電路4有效地產生電力,係要求相對較低的阻抗。又,第一電源電路41係以較高的電壓,將輸出段的電容元件C2進行充電,第二電源電路42係以較低的電壓,將輸出段的電容元件C3進行充電。因此,第一電源電路41之電容元件C2的兩端電壓Vc2、與第二電源電路42之電容元件C3的兩端電壓Vc3並不相同,兩端電壓Vc2這方會高於兩端電壓Vc3。
又,DC/DC轉換器44係將第一電源電路41之電容元件C2的兩端電壓Vc2、或是第二電源電路42之電容元件C3的兩端電壓Vc3,轉換成由既定大小之直流電壓所構成的輸出電壓Vout。藉此,可將既定大小之輸出電壓Vout穩定地從電力產生電路4施加至內部電路3。
在本發明之實施態樣中,預充電路43係藉由來自第一電源電路41的電力,將第二電源電路42所包含的電容元件C3進行充電。亦即,在開關部2處於斷開狀態時,預充電路43會藉由來自斷開時用之第一電源電路41的電力,將導通時用之第二電源電路42的電容元件C3進行充電。藉此,至少在從斷開狀態轉換成導通狀態時,可順暢地從斷開時用之第一電源電路41切換至導通時用之第二電源電路42。換言之,即使在從第一電源電路41切換至第二電源電路42時,亦能無縫地對內部電路3供給電力。
由於電力產生電路4的詳細內容會在「(2.3)電力產生電路的構成」的部分進行說明,故在此僅針對電力產生電路4的概略構成進行說明。如圖2及圖3所示,在本發明之實施態樣中,第一電源電路41具有:降壓電源電路410、第一電流限制電路411、急速充電路徑412、電容元件C0及電容元件C2。第二電源電路42具有:低阻抗電路420、第二電流限制電路421、恆定電流維持電路422、二極體D5~D7、電容元件C1及電容元件C3。
電壓檢測部53係檢測第一電源電路41之電容元件C2的兩端電壓Vc2。亦即,伴隨將電容元件C2進行充電,藉由電壓檢測部53檢測之電壓(兩端電壓Vc2)會變大。電壓檢測部54係檢測第二電源電路42之電容元件C3的兩端電壓Vc3。亦即,伴隨將電容元件C3進行充電,藉由電壓檢測部54檢測之電壓(兩端電壓Vc3)會變大。
充電檢測部55係檢測第二電源電路42之電容元件C1的充電狀態。具體而言,充電檢測部55係和「與低阻抗電路420之輸出端連接的齊納二極體ZD1及電阻R1之串聯電路」電性連接。充電檢測部55係和「齊納二極體ZD1與電阻R1的連接點」連接,充電檢測部55係以電容元件C1的兩端電壓Vc1成為臨界值以上為依據,而檢測出電容元件C1充電完成。
如圖1所示,內部電路3具有:控制部31、無線通訊部32及觸碰面板33。包含控制部31、無線通訊部32及觸碰面板33的內部電路3動作用之電力,係藉由電力產生電路4產生。換言之,內部電路3所包含之控制部31、無線通訊部32及觸碰面板33各自係從電力產生電路4接收電力供給而動作。
控制部31例如具備微控制器作為主構成,其具有一個以上之處理器及一個以上之記憶體。微控制器係藉由以一個以上之處理器執行記錄於一個以上之記憶體的程式,而實現作為控制部31的功能。程式可預先記錄於記憶體,亦可記錄於記憶卡這樣的非暫時性記錄媒體而提供、或通過電力通訊線路而提供。換言之,上述程式係用於使一個以上之處理器作為控制部31而發揮功能的程式。
控制部31至少對開關部2進行導通/斷開控制。再者,控制部31亦可藉由相位控制(包含反相控制)或是PWM(Pulse Width Modulation:脈寬調變)控制,控制開關部2,以調節每單位時間從電源11供給至負載12的供電量(以下,亦稱為「負載控制」)。又,控制部31亦對電力產生電路4的各部位進行控制。
具體而言,如圖3所示,控制部31係從過零檢測部51、52分別取得表示檢測結果的檢測訊號Si1、Si2。同樣地,控制部31係從電壓檢測部53、54分別取得表示檢測結果的檢測訊號Si5、Si6,並從充電檢測部55取得表示檢測結果的檢測訊號Si8。又,如圖3所示,控制部31係將用於控制開關部2的控制訊號Si10,輸出至位準移位電路56。控制部31係將用於控制降壓電源電路410及急速充電路徑412的控制訊號Si3、Si4,分別輸出至降壓電源電路410及急速充電路徑412。再者,控制部31係將用於控制低阻抗電路420及恆定電流維持電路422的控制訊號Si9、Si7,分別輸出至低阻抗電路420及恆定電流維持電路422。
如此,控制部31係藉由適當取得檢測訊號Si1、Si2、Si5、Si6、Si8,並輸出控制訊號Si3、Si4、Si7、Si9、Si10,而控制開關部2及電力產生電路4。
無線通訊部32係在與其他通訊裝置之間,直接地或經由中繼器等而間接地進行將電波作為媒體的無線通訊。無線通訊部32與通訊裝置之間的通訊,例如為依據920MHz頻帶的特定小功率無線電台(無需證照的無線電台)、Wi-Fi(註冊商標)或是Bluetooth(註冊商標)等通訊規格的無線通訊。就其他通訊裝置之一例而言具有:人體檢測感應器等感測器終端、或是受理人之操作的遙控器等。藉由無線通訊部32與該等通訊裝置在雙方向上進行通訊,控制部31可基於來自通訊裝置的無線訊號,而控制開關部2。
觸碰面板33係觸碰面板顯示器,具有顯示功能及觸碰感測器功能。此種觸碰面板33係作為使用者介面而發揮功能,例如,可藉由顯示負載控制裝置1的動作狀況等資訊而對人進行提示,或是受理人之觸碰操作而輸出訊號。藉由具有如此之觸碰面板33,控制部31可基於人對觸碰面板33的操作,而控制開關部2。
(2.3)電力產生電路的構成
接著,參照圖1~圖3,說明負載控制裝置1中之電力產生電路4的更加詳細之構成。
如上所述,電力產生電路4具有:第一電源電路41、第二電源電路42、預充電路43、一次側二極體D1、D2、二次側二極體D3、D4及DC/DC轉換器44。在圖1(後述圖8及圖9亦相同)中,係省略電力產生電路4所包含之DC/DC轉換器44的圖示。
如上所述,第一電源電路41的輸入端及第二電源電路42的輸入端分別經由一次側二極體D1、D2,而與一對端子101、102電性連接。又,第一電源電路41的輸出端及第二電源電路42的輸出端分別經由二次側二極體D3、D4,而與DC/DC轉換器44電性連接。因此,施加至開關部2兩端的電壓,係藉由一次側二極體D1、D2進行整流,再輸出至第一電源電路41或是第二電源電路42,而第一電源電路41或是第二電源電路42的輸出係輸入至DC/DC轉換器44。
如圖2及圖3所示,第一電源電路41具有:降壓電源電路410、第一電流限制電路411、急速充電路徑412、一次側的電容元件C0(電容器)及二次側的電容元件C2(電容器)。
降壓電源電路410係將「施加至開關部2兩端之電壓的整流後之電壓」進行降壓。電容元件C0係與降壓電源電路410的輸出端連接,並藉由降壓電源電路410的輸出進行充電。一次側的電容元件C0和二次側的電容元件C2相比係以較高的電壓進行充電,且為小容量的電容器。亦即,電容元件C0的兩端電壓Vc0係高於電容元件C2的兩端電壓Vc2。
如此,第一電源電路41在其輸出段具有電容器(電容元件C2)。該輸出段的電容器(電容元件C2),係作為吸收內部電路3中的消耗電力之變動的緩衝器而發揮功能。電容元件C2的兩端電壓Vc2係作為第一電源電路41的輸出,而經由二次側二極體D3施加至DC/DC轉換器44。
第一電流限制電路411係插入在一次側的電容元件C0與二次側的電容元件C2之間。第一電流限制電路411係形成用於使「流動至電容元件C2的電流,亦即電容元件C2之充電電流」流動的充電路徑。第一電流限制電路411係恆定電流電路,亦即第一電流限制電路411係將在電容元件C2之充電路徑流動的電流大小,限制在第一電流值(例如,0.5mA)以下。
急速充電路徑412係插入在一次側的電容元件C0與二次側的電容元件C2之間。亦即,在一次側的電容元件C0與二次側的電容元件C2之間,第一電流限制電路411與急速充電路徑412係電性地並聯連接。急速充電路徑412係形成用於使「流動至電容元件C2之電流,亦即電容元件C2的充電電流」流動的充電路徑。急速充電路徑412係構成阻抗低於第一電流限制電路411的充電路徑。
急速充電路徑412係藉由來自控制部31的控制訊號Si4,而控制導通/非導通。又,在開始從第一電源電路41對內部電路3供給電力時,控制部31係藉由控制訊號Si4而使急速充電路徑412導通。此處所謂的「開始從第一電源電路41對內部電路3供給電力時」,係包含「負載控制裝置1啟動時」、及「開關部2從導通狀態切換至斷開狀態時」兩者
總而言之,在本發明之實施態樣中,第一電源電路41具有:第一電容元件C2、用於將第一電容元件C2進行充電的第一充電路徑、及用於將第一電容元件C2進行充電的路徑,且阻抗低於第一充電路徑的第二充電路徑。第一電容元件C2係有別於藉由預充電路43進行充電之電容元件C3(第二電容元件C3)的電容元件。第一電源電路41在開始從第一電源電路41對內部電路3供給電力時,係藉由第二充電路徑將第一電容元件C2進行充電。亦即,第一電流限制電路411相當於「第一充電路徑」,急速充電路徑412相當於「第二充電路徑」。如此,第一電源電路41具有兩個充電路徑作為電容元件C2的充電路徑,在開始對內部電路3供給電力時,係藉由急速充電路徑412(第二充電路徑)將電容元件C2急速地進行充電。
如圖2及圖3所示,第二電源電路42具有:低阻抗電路420、第二電流限制電路421、恆定電流維持電路422、二極體D5~D7、一次側的電容元件C1(電容器)及二次側的電容元件C3(電容器)。
低阻抗電路420係插入在一次側二極體D1、D2的輸出端(陰極)與一次側的電容元件C1之間。低阻抗電路420係形成用於使「流動至電容元件C1之電流,亦即電容元件C1的充電電流」流動的充電路徑。低阻抗電路420係構成阻抗低於第一電流限制電路411的充電路徑。
電容元件C1係經由二極體D5而與低阻抗電路420的輸出端連接,並藉由低阻抗電路420的輸出進行充電。一次側的電容元件C1和二次側的電容元件C3相比係以較高的電壓進行充電,且為小容量的電容器。亦即,電容元件C1的兩端電壓Vc1係高於電容元件C3的兩端電壓Vc3。又,就第二電源電路42而言,和第一電源電路41相比,係以較低的電壓將輸出段的電容器進行充電。因此,在第二電源電路42中之二次側的電容元件C3,和在第一電源電路41中之二次側的電容元件C2相比,耐受電壓較低且容量較大。
如此,第二電源電路42在其輸出段具有電容器(電容元件C3)。該輸出段之電容器(電容元件C3)係作為「吸收內部電路3中的消耗電力之變動的緩衝器」而發揮功能。電容元件C3的兩端電壓Vc3係作為第二電源電路42的輸出,而經由二次側二極體D4施加至DC/DC轉換器44。
第二電流限制電路421係插入在一次側的電容元件C1與二次側的電容元件C3之間。第二電流限制電路421係形成用於使「流動至電容元件C3之電流,亦即電容元件C3的充電電流」流動的充電路徑。第二電流限制電路421係恆定電流電路,亦即,第二電流限制電路421係將在電容元件C3之充電路徑流動的電流大小,限制在第二電流值(例如,3mA)以下。
恆定電流維持電路422係形成二次側之電容元件C3完全充電時的電流路徑。具體而言,恆定電流維持電路422係包含「齊納二極體ZD2及MOSFET423的串聯電路」。恆定電流維持電路422係和「電容元件C3與二次側二極體D4的連接點」電性連接。恆定電流維持電路422係藉由控制部31的控制訊號Si7,而控制導通/非導通。又,在電容元件C3完全充電時,控制部31係藉由控制訊號Si7而使恆定電流維持電路422導通。
又,二極體D6、D7係與預充電路43的輸出端電性連接。二極體D6係插入在預充電路43與一次側的電容元件C1之間。
預充電路43其輸入端係和「第一電源電路41中之一次側的電容元件C0與第一電流限制電路411(或是急速充電路徑412)的連接點」電性連接。亦即,預充電路43係插入在第一電源電路41之一次側的電容元件C0與第二電源電路42之間。在此,預充電路43係構成阻抗低於急速充電路徑412的充電路徑。
藉此,預充電路43可藉由來自第一電源電路41的電力,經由二極體D6而將一次側的電容元件C1進行充電。二極體D7係插入在預充電路43與二次側的電容元件C3之間。藉此,預充電路43可藉由來自第一電源電路41的電力,而經由二極體D7將二次側的電容元件C3進行充電。
如以上所說明,在本發明之實施態樣中,第一電源電路41及第二電源電路42係在各自的輸出段具有電容器(電容元件C2及電容元件C3)。藉由預充電路43充電的電容元件C3,係第一電源電路41及第二電源電路42中之任一者的(輸出段之)電容器。在本發明之實施態樣中,如上所述,預充電路43係藉由來自第一電源電路41的電力,而將第二電源電路42所包含的電容元件C3進行充電。亦即,藉由預充電路43充電的電容元件C3,係第二電源電路42的輸出段之電容器(電容元件C3)。
(2.4)負載控制裝置的動作
接著,參照圖4~圖7B,說明依本發明之實施態樣的負載控制裝置1之動作。圖4係顯示當電容元件C0、C1、C2、C3充電時的充電模式中之負載控制裝置1的動作。圖5係顯示開關部2處於斷開狀態的斷開模式中之負載控制裝置1的動作,圖6係顯示開關部2處於導通狀態的導通模式中之負載控制裝置1的動作。
首先,就負載控制裝置1剛啟動後,亦即電源供給剛開始後而言,係以圖4所示的充電模式進行動作。在剛啟動後,第一電源電路41的電容元件C0、C2及第二電源電路42的電容元件C1、C3均處於未充電狀態。此時,負載控制裝置1係使開關部2處於斷開狀態,並且藉由來自控制部31的控制訊號Si4,而使急速充電路徑412處於導通的狀態。因此,在圖4的充電模式中,就第一電源電路41而言,係藉由施加至開關部2兩端的電壓,經由降壓電源電路410而以電流I1將電容元件C0、C2進行充電。尤其,對電容元件C2而言,係經由急速充電路徑412而以電流I1急速地充電,亦即並未受到由第一電流限制電路411所執行之電流限制。
再者,在圖4的充電模式中,就第二電源電路42而言,係藉由施加至開關部2兩端的電壓,經由預充電路43而以電流I1將電容元件C1、C3進行充電。亦即,由於預充電路43與急速充電路徑412相比阻抗更低,因此來自第一電源電路41的電力會經由預充電路43而調節供應至第二電源電路42。因此,就充電模式而言,預充電路43係藉由來自第一電源電路41的電力,而將第二電源電路42的電容元件C1、C3進行充電。其結果,就圖4所示之充電模式而言,第一電源電路41及第二電源電路42兩者的電容元件C0~C3,係同時以電流I1進行充電。
又,當將第一電源電路41的二次側之電容元件C2進行充電,而使電容元件C2的兩端電壓Vc2成為臨界值以上時,會收到來自電壓檢測部53的檢測訊號Si5,而使負載控制裝置1的動作模式切換成斷開模式。亦即,負載控制裝置1會從圖4所示之充電模式,轉換成圖5所示之斷開模式。此時,負載控制裝置1係使開關部2處於斷開狀態,且藉由來自控制部31的控制訊號Si4,而使急速充電路徑412成為非導通。因此,作為負載12的照明裝置會熄滅。
在圖5的斷開模式中,係藉由施加至開關部2兩端的電壓,通過第一電源電路41而以電流I2將電力供給至DC/DC轉換器44。此時,在第一電源電路41中,係經由第一電流限制電路411,而流動限制在第一電流值(例如,0.5mA)以下的電流I2。藉此,就圖5所示的斷開模式而言,可藉由使電力產生電路4成為高阻抗,降低通過電力產生電路4而在一對端子101、102間流動的漏洩電流。從而,在斷開模式中,例如,容易防止作為負載12的照明裝置誤點亮之情形。
另一方面,當開關部2從斷開狀態轉換成導通狀態,負載控制裝置1的動作模式會切換成導通模式。亦即,負載控制裝置1會從圖5所示之斷開模式,轉換成圖6所示之導通模式。此時,負載控制裝置1係使開關部2處於導通狀態。因此,作為負載12的照明裝置會點亮。
在圖6的導通模式中,係藉由施加至開關部2兩端的電壓,通過第二電源電路42而以電流I3將電力供給至DC/DC轉換器44。此時,在第二電源電路42中,係經由第二電流限制電路421而流動限制在第二電流值(例如,3mA)以下的電流I3。再者,當電容元件C3完全充電時,控制部31會藉由控制訊號Si7而使恆定電流維持電路422導通。藉此,就圖6所示之導通模式而言,可一邊限制在電力產生電路4流動的電流,一邊實現電力產生電路4之阻抗的穩定化。從而,在導通模式中,例如,容易使作為負載12的照明裝置之點燈狀態穩定。
又,在開關部2從導通狀態轉換成斷開狀態時,負載控制裝置1的動作模式會切換成充電模式。亦即,負載控制裝置1會從圖6所示之導通模式轉換成圖4所示之充電模式。之後,負載控制裝置1係週期性地重複上述圖4~圖6的動作,亦即充電模式、斷開模式、導通模式的動作。
如以上所說明,在依本發明之實施態樣的負載控制裝置1中,當開始從第一電源電路41對內部電路3供給電力時,預充電路43會將電容元件C3進行充電。此處所謂的「開始從第一電源電路41對內部電路3供給電力時」,係包含「負載控制裝置1啟動時」、及「開關部2從導通狀態切換成斷開狀態時」兩者。亦即,在起始啟動時、及開關部2從導通狀態切換成斷開狀態時,負載控制裝置1均以充電模式進行動作。又,在充電模式中,預充電路43係藉由來自第一電源電路41的電力,而將第二電源電路42的電容元件C1、C3進行充電。
其結果,由於在從斷開模式切換成導通模式時,第二電源電路42的電容元件C1、C3係處於充電好的狀態,因此容易順暢地將內部電路3的電力供給源從第一電源電路41切換成第二電源電路42。亦即,由於在充電模式中,係藉由預充電路43以來自第一電源電路41的電力,將第二電源電路42的電容元件C1、C3進行充電,因此在從斷開模式切換成導通模式時,不必重新將電容元件C1、C3進行充電。從而,在從第一電源電路41切換成第二電源電路42時,可無縫地對內部電路3供給電力。其結果,可抑制從電力產生電路4施加至內部電路3的電壓變動等,而可使控制部31等的動作穩定。
此外,內部電路3係消耗電力會變動的電路。(藉由預充電路43充電之)電容元件C3,會將消耗電力之變動對於第一電源電路41及第二電源電路42之輸入的影響予以緩和。亦即,在本發明之實施態樣中,內部電路3係包含無線通訊部32及觸碰面板33這般消耗電力會變動的電路。另一方面,藉由預充電路43充電的電容元件C3係作為緩衝器的電容器,並且藉由吸收內部電路3的消耗電力之變動,而將消耗電力之變動對於第一電源電路41及第二電源電路42之輸入的影響予以緩和。換言之,電容元件C3係將因為消耗電力之變動而造成的對於第一電源電路41及第二電源電路42之輸入的影響予以緩和。
就一例而言,圖7A及圖7B係顯示藉由電容元件C2、C3所執行之吸收消耗電力之變動的狀態。圖7A係將橫軸作為時間軸,並顯示第一電源電路41之輸出段之電容器(電容元件C2)的兩端電壓Vc2。圖7B係將橫軸作為時間軸,並顯示第二電源電路42之輸出段之電容器(電容元件C3)的兩端電壓Vc3。圖7A中的電壓值V1係電容元件C2完全充電時的兩端電壓Vc2,圖7B中的電壓值V2係電容元件C3完全充電時的兩端電壓Vc3(V1>V2)。
在圖7A及圖7B中,期間T1係表示內部電路3的無線通訊部32接收電波的期間,期間T2係表示無線通訊部32發送電波的期間,期間T3係表示無線通訊部32持續接收電波的期間。亦即,內部電路3的無線通訊部32會因為進行接收或是發送的動作,而增加其消耗電力。此時,因為儲存於電容元件C2、C3之電能受到消耗,故電容元件C2、C3的兩端電壓Vc2,Vc3會下降。如此,由於在內部電路3的消耗電力變動之情況下,係藉由電容元件C2、C3吸收該變動,故在第一電源電路41及第二電源電路42的一次側中,不容易產生消耗電力變動的影響。
換言之,負載控制裝置1可藉由具備緩衝器用的電容器(電容元件C2、C3),而以電容器(電容元件C2、C3)的放電電流補償在內部電路3流動之電流的不足。因此,負載控制裝置1可一邊藉由第一電流限制電路411或是第二電流限制電路421限制在電力產生電路4流動之電流,一邊仍將必要之電力供給至內部電路3。
尤其,如本發明之實施態樣所述,在內部電路3的消耗電力較大,且內部電路3的消耗電力之變動亦較大的情況下,如上所述的預充電路43之意義會增高。
亦即,在內部電路3包含無線通訊部32及觸碰面板33這般消耗電力較大之電路的情況下,作為電力產生電路4之緩衝器的電容器(電容元件C2、C3)係採用較大容量的電容器。再者,在斷開狀態中,由於將第一電源電路41設為高阻抗,故電容元件C2的耐受電壓為較高的電壓。另一方面,在導通狀態中,由於以低電壓將電容元件C3進行充電,故電容元件C3的容量會變得特別大。如此一來,在要兼用第一電源電路41之二次側的電容元件C2與第二電源電路42之二次側的電容元件C3的情況下,需要耐受電壓為較高電壓且容量較大這樣的大電容器。
又,若電容元件C2的容量變大,則由於需花費時間對電容元件C2充電,故在從導通狀態切換成斷開狀態時,容易使漏洩電流通過電力產生電路4而在一對端子101、102間流動。其結果,例如,容易使作為負載12的照明裝置閃爍。
在本發明之實施態樣中,藉由在開關部2的斷開狀態與導通狀態,分開採用第一電源電路41與第二電源電路42,可使電容元件C2、C3較小。並且,透過藉由預充電路43將電力從第一電源電路41調節供應至第二電源電路42的電容元件C1、C3,而可順暢地從第一電源電路41切換至第二電源電路42。藉此,雖然使用第一電源電路41及第二電源電路42兩個電源電路作為電力產生電路4,但可對內部電路3無縫地供給電力,並抑制從電力產生電路4施加至內部電路3的電壓之變動等。
(3)變形例
實施態樣1僅為本發明之各式各樣的實施態樣之一例。實施態樣1只要可達成本發明之目的,可依據設計等而進行各種變更。例如,圖2所示之具體的電路,僅為本發明之負載控制裝置1之一例,可依據設計等而進行各種變更。在本發明中說明的各圖式為示意性的圖式,各圖中之各構成元素的大小及厚度各自的比例,並不一定反映實際的尺寸比例。又,與依實施態樣1之負載控制裝置1的控制部31相同的功能,亦可藉由控制方法、(電腦)程式、或是記錄有程式的非暫時性記錄媒體等加以具體實現。
以下,列舉實施態樣1的變形例。以下所說明之變形例,可適當組合而應用。
(3.1)第一變形例
如圖8所示,依實施態樣1之第一變形例的負載控制裝置1A,係於「預充電路43在第一電源電路41與第二電源電路42間,雙向流動預充用之電流」此點上,與依實施態樣1的負載控制裝置1相異。以下,針對與實施態樣1相同之構成,係賦予共通的符號並適當省略說明。
亦即,就本變形例而言,第一電源電路41包含有別於(藉由預充電路43充電之)電容元件C3亦即第二電容元件C3的第一電容元件C2。預充電路43係藉由來自第一電源電路41的電力將第二電容元件C3進行充電,並且藉由來自第二電源電路42的電力將第一電容元件C2進行充電。
在實施態樣1中,預充電路43係單方向地從第一電源電路41對第二電源電路42的電容元件C3調節供應電力,但在本變形例中,亦可從第二電源電路42對第一電源電路41的電容元件C2調節供應電力。由於第二電源電路42和第一電源電路41相比,係相對低電壓的電路,故在將電力從第二電源電路42調節供應至第一電源電路41的電容元件C2之情況下,預充電路43係藉由包含升壓電路而加以實現。亦即,預充電路43例如可藉由將第二電源電路42的一次側之電容元件C1的兩端電壓Vc1進行升壓,並施加至第一電源電路41的電容元件C2,而將電容元件C2進行充電。
(3.2)其它變形例
本發明中的負載控制裝置1係在控制部31等包含電腦系統。電腦系統係將作為硬體的處理器及記憶體設為主構成。藉由使處理器執行記錄於電腦系統之記憶體的程式,而實現作為本發明中之負載控制裝置1的功能。程式可預先記錄於電腦系統的記憶體,亦可經由電力通訊線路而提供,亦可記錄於電腦系統可讀取之記憶卡、光學碟片、硬碟驅動等非暫時性的記錄媒體而提供。電腦系統的處理器係以包含半導體積體電路(IC)或大型積體電路(LSI)的一個或複數電子電路所構成。此處所謂的IC或是LSI等積體電路係根據整合的程度而有不同的稱呼方式,包含稱為系統LSI、VLSI(Very Large Scale Integration:超大型積體電路)、或是ULSI(Ultra Large Scale Integration:極超大型積體電路)的積體電路。再者,亦可採用在LSI製造後進行程式設計的FPGA(Field-Programmable GateArray:現場可程式閘陣列)、或是可再構成LSI內部之接合關係、可再構成LSI內部之電路分隔的邏輯元件,作為處理器。複數電子電路可整合於一個晶片,亦可分散設置於複數晶片。複數晶片可整合於一個裝置,亦可分散設置於複數裝置。此處所謂的電腦系統係包含微控制器,其具有一個以上的處理器及一個以上的記憶體。因此,微控制器亦係以包含半導體積體電路或是大型積體電路的一個或是複數電子電路所構成。
又,將負載控制裝置1的至少一部分之功能整合於一個殼體內,對負載控制裝置1而言並非為必須之構成,負載控制裝置1的構成元素亦可分散設置於複數殼體。例如,觸碰面板33亦可設在有別於控制部31的殼體。又,控制部31等的至少一部分之功能例如亦可藉由伺服器或是雲端(雲端運算)等而加以實現。
又,預充電路43在實施態樣1中,係單方向地從第一電源電路41對第二電源電路42的電容元件C3調節供應電力,但亦可單方向地從第二電源電路42對第一電源電路41的電容元件C2調節供應電力。亦即,預充電路43只要能藉由來自第一電源電路41及第二電源電路42中之一個電路的電力,將另一個電路所包含之電容元件進行充電即可,亦可藉由來自第二電源電路42的電力,將第一電源電路41所包含的電容元件C2進行充電。
又,例如,亦可採用交換式電源電路等,來代替降壓電源電路410,關於電路設計可進行適當的變更。
又,在實施態樣1中,電源11為單相100[V]、60[Hz]的商用電源,但亦可為單相100[V]、50[Hz]的商用電源。又,電源11的電壓值並不限於100[V]。
又,在實施態樣1中,負載控制裝置1為單極開關,但亦可為其他構成。例如,負載控制裝置1亦可為可連接三條配線之所謂的三路開關。又,負載控制裝置1亦可為可連接四條配線之所謂的四路開關。在負載控制裝置1構成三路開關的情況下,藉由組合兩個負載控制裝置1,例如,可在建築物中之樓梯的樓上部分與樓下部分兩處,切換對於負載12的通電狀態。
在實施態樣1中,過零檢測部51係以端子101-接地端間電壓成為基準值以上為依據,而檢測開關間電壓從負極性切換成正極性時的過零點之構成,但亦可為相反之構成。亦即,過零檢測部51係以端子101-接地端間電壓成為未滿基準值為依據,而檢測開關間電壓從正極性切換成負極性時的過零點。同樣地,過零檢測部52係以端子102-接地端間電壓成為基準值以上為依據,而檢測開關間電壓從正極性切換成負極性時的過零點,但亦可為相反之構成。亦即,過零檢測部52亦可係以端子102-接地端間電壓成為未滿基準值為依據,而檢測開關間電壓從負極性切換成正極性時的過零點。
又,負載12並不限定於具備由LED構成之光源的照明裝置,亦可為具備LED以外之光源的照明裝置。再者,負載12並不限定於照明裝置,例如亦可為換氣扇、顯示裝置、電動閘門、空調設備或是犯罪防治設備等設備(包含裝置、系統及設備)。又,負載12並不限定於一台設備,亦可為電性地串聯或並聯連接的複數台設備。
又,負載控制裝置1亦可更具備用於連接子機的操作端子。子機例如具備按鈕開關等接點部,並藉由負載控制裝置1檢測接點部的導通/斷開。此時,負載控制裝置1係根據子機的動作(接點部的導通/斷開),而控制開關部2以切換開關部2的動作狀態。亦即,在子機中,例如,當按壓按鈕開關而使接點部導通時,負載控制裝置1會動作以切換開關部2的斷開狀態與導通狀態。總而言之,在負載控制裝置1中,開關部2的控制不僅可根據無線通訊部32及觸碰面板33的輸出而進行,亦可根據子機的動作而進行。因此,藉由將負載控制裝置1與子機例如分開設於建築物中之樓梯的樓上部分及樓下部分兩處,可在兩處切換對負載12的通電狀態。
又,內部電路3除了無線通訊部32及觸碰面板33之外亦可具備感測器電路或定時器電路等,或是具備感測器電路或定時器電路等來取代無線通訊部32及觸碰面板33。感測器電路就一例而言,係具備檢測人是否存在的人體檢測感應器及/或明亮度感測器等。負載控制裝置1可基於該等感測器電路或是定時器電路等的輸出,而進行開關部2的控制。
又,在上述實施態樣中,開關部2具有兩個MOSFET21、22,但並不限定於MOSFET,亦可為其它半導體開關。例如,開關部2亦可藉由三端子的雙方向閘流體(三端雙向可控矽元件)來實現,亦可採用「使用了GaN(氮化鎵)等寬能隙半導體材料的雙閘極(dual gate)構造之半導體元件」來實現。
(實施態樣2)
如圖9所示,依本實施態樣的負載控制裝置1B在「具備一個電容器C4,來代替第一電源電路41及第二電源電路42的二次側之電容元件」此點上,與依實施態樣1的負載控制裝置1相異。以下,針對與實施態樣1相同的構成,係賦予共通的符號並適當省略說明。
在本實施態樣中,係設置一個電容器C4,來代替第一電源電路41及第二電源電路42之二次側的電容元件C2、C3(參照圖2)。預充電路43係將第二電源電路42之一次側的電容元件C1進行充電。亦即,在本實施態樣中,亦可在第一電源電路41與第二電源電路42中,僅個別設置一次側的電容元件C0、C1(參照圖2),並使預充電路43在該等一次側的電容元件C0、C1間,調節供應電力。
此時,預充電路43只要能藉由來自第一電源電路41及第二電源電路42中之一個電路的電力,對另一個電路所包含的電容元件進行充電即可。亦即,預充電路43不僅可藉由來自第一電源電路41的電力,而將第二電源電路42所包含的電容元件C1進行充電,亦可藉由來自第二電源電路42的電力,而將第一電源電路41所包含的電容元件C0進行充電。
又,預充電路43亦可在第一電源電路41與第二電源電路42間,雙向流動預充用的電流。
實施態樣2所說明之構成(包含變形例),可和實施態樣1所說明之各種構成(包含變形例)適當組合而採用。
(總結)
如以上所說明,依第一態樣的負載控制裝置(1、1A、1B)具備:開關部(2)、第一電源電路(41)、第二電源電路(42)、內部電路(3)及預充電路(43)。開關部(2)係插入在電源(11)與負載(12)之間。第一電源電路(41)係從施加至開關部(2)兩端的電壓產生電力。第二電源電路(42)係從施加至開關部(2)兩端的電壓產生電力。內部電路(3)係由第一電源電路(41)或是第二電源電路(42)供給電力。預充電路(43)係藉由來自第一電源電路(41)及第二電源電路(42)中之一個電路的電力,將另一個電路所包含的電容元件(C0~C3)進行充電。
依此態樣,藉由預充電路(43)將電力從第一電源電路(41)及第二電源電路(42)中之一者調節供應至另一者,在開始對內部電路(3)供給電力時,可縮短電容元件(C0~C3)充電所花費的時間。從而,至少在將對內部電路(3)的電力供給源從第一電源電路(41)及第二電源電路(42)中之一者切換成另一者時,容易順暢地實現該切換。就結果而言,具有以下優點:容易抑制切換第一電源電路(41)及第二電源電路(42)時,從電源(11)供給至負載(12)的電力會變動之情形,且容易使對負載(12)的電力供給穩定。
依第二態樣的負載控制裝置(1、1A、1B),係在第一態樣中,開關部(2)的動作狀態包含:斷開從電源(11)往負載(12)之電力供給的斷開狀態、及進行從電源(11)往負載(12)之電力供給的導通狀態。在斷開狀態下,係將電力從第一電源電路(41)供給至內部電路(3)。在導通狀態下,係將電力從第二電源電路(42)供給至內部電路(3)。預充電路(43)係藉由來自第一電源電路(41)的電力,將第二電源電路(42)所包含的電容元件(C1、C3)進行充電。
依此態樣,在從斷開狀態切換成導通狀態時,可預先充電在導通狀態下使用的第二電源電路(42)之電容元件(C1、C3),而容易順暢地實現從第一電源電路(41)切換成第二電源電路(42)。
依第三態樣的負載控制裝置(1、1A、1B),係在第二態樣中,在開始從第一電源電路(41)對內部電路(3)供給電力時,預充電路(43)會將電容元件(C1、C3)進行充電。
依此態樣,在從斷開狀態切換成導通狀態時,可預先充電在導通狀態下使用的第二電源電路(42)之電容元件(C1、C3),而容易順暢地實現從第一電源電路(41)切換成第二電源電路(42)。
依第四態樣的負載控制裝置(1、1A、1B),係在第二或是三態樣中,第一電源電路(41)具有:有別於電容元件(C3)亦即第二電容元件(C3)的第一電容元件(C2)、第一充電路徑及第二充電路徑。第一充電路徑係用於將第一電容元件(C2)進行充電的路徑。第二充電路徑係用於將第一電容元件(C2)進行充電的路徑,且阻抗低於第一充電路徑。在開始從第一電源電路(41)對內部電路(3)供給電力時,係藉由第二充電路徑將第一電容元件(C2)進行充電。
依此態樣,在開始從第一電源電路(41)對內部電路(3)供給電力時,可藉由第二充電路徑將第一電容元件(C2)急速地進行充電,而可使第一電源電路(41)的輸出儘早穩定。
依第五態樣的負載控制裝置(1、1A、1B),係在第二~四中的任一態樣中,第一電源電路(41)包含有別於電容元件亦即第二電容元件(C3)的第一電容元件(C2)。預充電路(43)係藉由來自第一電源電路(41)的電力將第二電容元件(C3)進行充電,並且藉由來自第二電源電路(42)的電力將第一電容元件(C2)進行充電。
依此態樣,預充電路(43)可在第一電源電路(41)與第二電源電路(42)之間,雙向調節供應電力。
依第六態樣的負載控制裝置(1、1A、1B),係在第一~五中的任一態樣中,第一電源電路(41)及第二電源電路(42)係在各自的輸出段具有電容器(C2、C3)。電容元件(C2、C3)係第一電源電路(41)及第二電源電路(42)中的任一個電路之電容器(C2、C3)。
依此態樣,由於第一電源電路(41)及第二電源電路(42)在各自的輸出段個別具有電容器(C2、C3),因此可避免該等電容器(C2、C3)的大型化。
依第七態樣的負載控制裝置(1、1A、1B),係在第一~六中的任一態樣中,內部電路(3)為消耗電力會變動的電路。電容元件(C0~C3)係將因消耗電力之變動而造成的對第一電源電路(41)及第二電源電路(42)之輸入的影響予以緩和。
依此態樣,具有以下優點:內部電路(3)的消耗電力之變動難以造成從電源(11)供給至負載(12)的電力變動,而容易使對負載(12)的電力供給穩定。
關於依第二~七態樣的構成,對負載控制裝置(1、1A、1B)而言並非為必須的構成,可適當省略。
1,1A,1B:負載控制裝置
2:開關部
3:內部電路
11:電源
12:負載
21,22:MOSFET
31:控制部
32:無線通訊部
33:觸碰面板
41:第一電源電路
42:第二電源電路
43:預充電路
44:轉換器
51,52:過零檢測部
53,54:電壓檢測部
55:充電檢測部
56:位準移位電路
101,102:端子
411:第一電流限制電路(第一充電路徑)
412:急速充電路徑(第二充電路徑)
410:降壓電源電路
420:低阻抗電路
421:第二電流限制電路
422:恆定電流維持電路
C1,C0:電容元件
C2:電容元件(第一電容元件,電容器)
C3:電容元件(第二電容元件,電容器)
C4:電容器
D1,D2:一次側二極體
D3,D4:二次側二極體
D5~D7:二極體
D7:二極體
I1~I3:電流
R1:電阻
Si1,Si2,Si5,Si6,Si8:檢測訊號
Si3,Si4,Si7,Si9,Si10:控制訊號
T1~T3:期間
V1,V2:電壓值
Vc0~Vc3:兩端電壓
Vout:輸出電壓
ZD1:齊納二極體
圖1係顯示依本發明之實施態樣1之負載控制裝置之概略構成的方塊圖。
圖2係顯示上述負載控制裝置之具體例的電路圖。
圖3係顯示上述負載控制裝置之具體例,並特別顯示與控制部之關係的電路圖。
圖4係上述負載控制裝置之充電模式中之動作的說明圖。
圖5係上述負載控制裝置之斷開模式中之動作的說明圖。
圖6係上述負載控制裝置之導通模式中之動作的說明圖。
圖7A係顯示上述負載控制裝置中之第一電源電路之輸出段之電容器之兩端電壓的圖表。
圖7B係顯示上述負載控制裝置中之第二電源電路之輸出段之電容器之兩端電壓的圖表。
圖8係顯示依本發明之實施態樣1之第一變形例之負載控制裝置之概略構成的方塊圖。
圖9係顯示依本發明之實施態樣2之負載控制裝置之概略構成的方塊圖。
1:負載控制裝置
2:開關部
3:內部電路
4:電力產生電路
11:電源
12:負載
21,22:MOSFET
31:控制部
32:無線通訊部
33:觸碰面板
41:第一電源電路
42:第二電源電路
43:預充電路
C3:電容元件(第二電容元件,電容器)
D1,D2:一次側二極體
D3,D4:二次側二極體
Claims (7)
- 一種負載控制裝置,包含: 開關部,插入在電源與負載之間; 第一電源電路,從施加至該開關部兩端的電壓產生電力; 第二電源電路,從施加至該開關部兩端的電壓產生電力; 內部電路,由該第一電源電路或該第二電源電路供給電力;及 預充電路,藉由來自該第一電源電路及該第二電源電路中之一個電路的電力,對另一個電路所包含的電容元件進行充電。
- 如請求項1所述之負載控制裝置,其中, 該開關部的動作狀態包含: 斷開狀態,斷開從該電源往該負載的電力供給;及 導通狀態,進行從該電源往該負載的電力供給; 在該斷開狀態下,係將電力從該第一電源電路供給至該內部電路, 在該導通狀態下,係將電力從該第二電源電路供給至該內部電路, 該預充電路係藉由來自該第一電源電路的電力,對該第二電源電路所包含的該電容元件進行充電。
- 如請求項2所述之負載控制裝置,其中, 在開始從該第一電源電路對該內部電路供給電力時,該預充電路會將該電容元件進行充電。
- 如請求項2所述之負載控制裝置,其中, 該第一電源電路包含: 第一電容元件,有別於該電容元件亦即第二電容元件; 第一充電路徑,用於將該第一電容元件進行充電;及 第二充電路徑,係用於將該第一電容元件進行充電的路徑,且其阻抗低於該第一充電路徑; 在開始從該第一電源電路對該內部電路供給電力時,係藉由該第二充電路徑,將該第一電容元件進行充電。
- 如請求項2所述之負載控制裝置,其中, 該第一電源電路包含有別於該電容元件亦即第二電容元件的第一電容元件; 該預充電路係藉由來自該第一電源電路的電力將該第二電容元件進行充電,且藉由來自該第二電源電路的電力將該第一電容元件進行充電。
- 如請求項1至5中任一項所述之負載控制裝置,其中, 該第一電源電路及該第二電源電路係在各自的輸出段具有電容器; 該電容元件係該第一電源電路及該第二電源電路中的任一個電路之電容器。
- 如請求項1至5中任一項所述之負載控制裝置,其中, 該內部電路係消耗電力會變動的電路; 該電容元件將因該消耗電力之變動而造成的對該第一電源電路及該第二電源電路之輸入的影響予以緩和。
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