【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷への交流電源の供給を外光の照度に応じてオンオフする照度センサスイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、外光の照度を検出するとともに外光の照度が規定値以下の期間に交流電源３を負荷２に通電させる照度センサスイッチ１が提供されている。
【０００３】
この種の照度センサスイッチ１は、図９に示すように、交流電源３と負荷２との間に挿入される３端子双方向サイリスタ（以下「トライアック」と称する）Ｑ１と、外光の照度を検出するとともにトライアックＱ１をトリガするトリガ回路４とを備えている。トライアックＱ１のＴ２端子とＴ１端子とは、交流電源３と負荷２との直列回路の両端に夫々接続されている。一方、トリガ回路４は、外光の照度を検出するフォトダイオードアレイ（光起電力素子）ＰＤと、フォトダイオードアレイＰＤの出力電圧に応じてオンオフする２個のデプレション型のＭＯＳＦＥＴＱ３、Ｑ４からなるスイッチング素子ＳＷ１とを備えている。ＭＯＳＦＥＴＱ３、Ｑ４は、スイッチング素子ＳＷ１がオフの期間に夫々の寄生ダイオードを通して電流が流れるのを阻止し、スイッチング素子ＳＷ１がオンの期間に双方向に電流が流れるように、逆直列に接続され、ゲート同士、ソース同士が夫々共通に接続されている。さらに、スイッチング素子ＳＷ１のオンオフによってトライアックＱ１をトリガするトリガ信号を入切できるように、スイッチング素子ＳＷ１の一端（ＭＯＳＦＥＴＱ３のドレイン）がトライアックＱ１のＴ２端子と交流電源３との接続点に抵抗Ｒ４を介して接続され、スイッチング素子ＳＷ１の他端（ＭＯＳＦＥＴＱ４のドレイン）がトライアックＱ１のゲートに接続される。したがって、スイッチング素子ＳＷ１は、オンの期間にトライアックＱ１をトリガするトリガ信号を発生する。
【０００４】
また、フォトダイオードアレイＰＤの出力でスイッチング素子ＳＷ１をオンオフさせるために、フォトダイオードアレイＰＤに並列に制御用コンデンサＣ１が接続されるとともに、フォトダイオードアレイＰＤのカソード（出力電圧は負になる）はスイッチング素子ＳＷ１のゲートに制御用抵抗Ｒ５’を介して接続されており、フォトダイオードアレイＰＤのアノード（出力電圧は正になる）はスイッチング素子ＳＷ１のソースに接続されている。この構成によって、フォトダイオードアレイＰＤの出力電圧がスイッチング素子ＳＷ１のしきい値電圧以上（外光の照度が規定値を越える）の期間にスイッチング素子ＳＷ１をオフに保持し、対して、フォトダイオードアレイＰＤの出力電圧がスイッチング素子ＳＷ１のしきい値電圧を下回る（外光の照度が規定値以下）期間にスイッチング素子ＳＷ１をオンにする（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、図９の構成ではスイッチング素子ＳＷ１としてＭＯＳＦＥＴＱ３、Ｑ４を用いており、ＭＯＳＦＥＴは完全オンまたは完全オフの２値のみで動作するのではなく、ゲート電圧に応じてドレイン・ソース間の抵抗値が変化する能動領域を有している。したがって、能動領域では、図１０にｂで示すように、外光の照度に応じて、ＭＯＳＦＥＴＱ３、Ｑ４のドレイン・ソース間の抵抗値（以下「スイッチング素子ＳＷ１の抵抗値」と称する）が変化する。なお、図１０において、縦軸はスイッチング素子ＳＷ１の抵抗値と抵抗Ｒ４の抵抗値とを加算したものを表しており、ａでスイッチング素子１が完全オフの状態を示し、ｃでスイッチング素子ＳＷ１が完全オンの状態を示す。一方、トライアックＱ１をトリガするトリガ信号は電流信号であって、スイッチング素子ＳＷ１と抵抗Ｒ４との直列回路にトライアックＱ１のゲートと交流電源３との間の電圧を印加することにより流れるので、トリガ信号を発生させる交流電源３の出力電圧の瞬時値はスイッチング素子ＳＷ１の抵抗値に応じて変化する。
【０００６】
したがって、能動領域において、交流電源３の出力電圧のゼロクロス点からトライアックＱ１がトリガされるまでの位相の遅れであるトリガ位相の大きさは外光の照度に応じて変化する。すなわち、外光の照度によっては、図１１（ｂ）に示すように、負荷２に印加される交流電圧は交流電源３の出力電圧（図１１（Ｅ）に示す）のゼロクロス点から比較的大きなトリガ位相φだけ欠いた波形となる。その結果、外光の照度によっては、負荷２に印加される交流電圧の波形が比較的大きく歪むことになり、負荷２を正常に作動させる電力が負荷２に供給されない場合が生じて、負荷２が誤動作するおそれがある。なお、図１１（ａ）でスイッチング素子ＳＷ１が完全オフのときに負荷２に印加される交流電圧の波形を示し、図１１（ｃ）でスイッチング素子ＳＷ１が完全オンのときに負荷２に印加される交流電圧の波形を示す。
【０００７】
そこで、図１２に示すように、スイッチング素子ＳＷ１を完全オンにする定電圧のオン信号を入切する電圧監視回路９を付加した照度センサスイッチ１が提案されている。電圧監視回路９は、フォトダイオードアレイＰＤとスイッチング素子ＳＷ１との間に挿入される。電圧監視回路９は、ダイオードアレイＤ３で設定される基準電圧とフォトダイオードアレイＰＤの出力電圧とをコンパレータＣＰで比較し、フォトダイオードアレイＰＤの出力電圧が基準電圧を下回るとスイッチング素子ＳＷ１の制御端子に対して定電圧のオン信号を出力するものである。
【０００８】
したがって、スイッチング素子ＳＷ１は能動領域で動作することなく、完全オンまたは完全オフの２値で動作する（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−２１４１７１号公報（第４頁、図１）
【特許文献２】
特開平１１−２１４９７６号公報（第４頁、図１、図３）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電圧監視回路９を有する照度センサスイッチ１では、コンパレータＣＰの電源として定電圧の直流電源を要するので、交流電源３から定電圧の直流電源を供給する電源回路（図示せず）を備える必要がある。その結果、電圧監視回路９を設けると部品点数が増加するので、大型化したり、高コストになるという問題が生じる。
【００１１】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであって、外光の照度変化に対するトリガ位相の変化を抑制し、しかも、小型且つ低コストな照度センサスイッチを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、交流電源３と負荷２との間に挿入されるトライアックＱ１と、外光の照度に応じた出力電圧を発生するフォトダイオードアレイＰＤと、前記交流電源３の両端間に挿入され前記フォトダイオードアレイＰＤの出力電圧に応じてオンオフすることによりトリガ信号を入切するトランジスタからなるスイッチング素子ＳＷ１と、前記交流電源３の出力電圧の絶対値が設定電圧以下である期間に前記トリガ信号が発生していると前記トライアックＱ１をトリガするトリガ制御手段６とを備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、トライアックＱ１は交流電源３の出力電圧の絶対値が設定電圧以下である期間にトリガされるので、外光の照度変化に対するトリガ位相の変化を抑制し、しかも、電源回路を用いることなく実現することができるので、小型且つ低コストで提供できる。
【００１４】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記交流電源３の一端と前記トライアックＱ１のゲートとの間の電圧を整流するダイオードブリッジＤＢ１が付加され、前記トリガ制御手段６は、前記ダイオードブリッジＤＢ１の直流出力端間の電圧を検出する電圧検出回路６ａと、前記電圧検出回路６ａの検出結果を受けてオンオフする半導体スイッチからなるスイッチング要素ＳＷ２とからなり、前記スイッチング要素ＳＷ２と前記スイッチング素子ＳＷ１との直列回路と前記電圧検出回路６ａとが前記ダイオードブリッジＤＢ１の直流出力端間に並列に接続されることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、電圧検出回路６ａはダイオードブリッジＤＢ１の直流出力端間の電圧を検出するものであり、１つの電圧検出回路６ａによって交流電源３の出力電圧の絶対値を検出することができるので、電源回路を必要とせず部品点数を比較的少なくできる。
【００１６】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記電圧検出回路６ａは、第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２との直列回路と、第３の抵抗Ｒ３とトランジスタからなる検出用スイッチング素子Ｑ２との直列回路とが前記ダイオードブリッジＤＢ１の直流出力端間に並列に接続されて成り、前記検出用スイッチング素子Ｑ２の制御端子は前記第１の抵抗Ｒ１と前記第２の抵抗Ｒ２との接続点に接続され、前記スイッチング要素ＳＷ２の制御端子は前記第３の抵抗Ｒ３と前記検出用スイッチング素子Ｑ２との接続点に接続されることを特徴とする。
【００１７】
なお、検出用スイッチング素子Ｑ２がＭＯＳＦＥＴからなる場合の制御端子とはゲートのことであり、検出用スイッチング素子Ｑ２がバイポーラトランジスタからなる場合の制御端子とはベースのことである。
【００１８】
この発明によれば、第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２とで分圧される電圧または検出用スイッチング素子Ｑ２のしきい値電圧が設定電圧を決定するものであり、第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２との夫々の抵抗値または検出用スイッチング素子Ｑ２のしきい値電圧を調節するだけで設定電圧を設定できるので、トライアックＱ１または負荷２の仕様に合わせて最適値を選択することができる。
【００１９】
また、請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記トリガ制御手段６は、前記交流電源３と前記負荷２の間の電圧を検出する電圧検出回路６ｂと、前記電圧検出回路６ｂの検出結果を受けてオンオフする半導体スイッチからなるスイッチング要素ＳＷ２とからなり、前記スイッチング要素ＳＷ２と前記スイッチング素子ＳＷ１とが前記前記交流電源３の一端と前記トライアックＱ１のゲートとの間に直列に接続されることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、電圧検出回路６ｂおよびスイッチング要素ＳＷ２は、電源回路を用いることなく実現することができるので、小型且つ低コストで提供できる。
【００２１】
また、請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記電圧検出回路６ｂは、前記交流電源３と前記負荷２との間に夫々抵抗Ｒ６、Ｒ７を介して挿入されるダイオードブリッジＤＢ２と、前記ダイオードブリッジＤＢ２の直流出力端間に接続される検出用抵抗Ｒ８とからなり、前記スイッチング要素ＳＷ２はデプレション型のＭＯＳＦＥＴからなり、前記スイッチング要素ＳＷ２におけるゲートは前記ダイオードブリッジＤＢ１の直流出力端の負極に接続されるとともにソースは前記ダイオードブリッジＤＢ１の直流出力端の正極に接続されることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、検出用抵抗Ｒ８の両端の電圧またはスイッチング要素ＳＷ２のしきい値電圧が設定電圧を決定するものであり、抵抗Ｒ６、Ｒ７の夫々の抵抗値を加算したものと検出用抵抗Ｒ８の抵抗値との比またはスイッチング要素ＳＷ２のしきい値電圧を調節するだけで設定電圧が設定できるので、トライアックＱ１または負荷２の仕様に合わせて最適値を選択することができる。
【００２３】
また、請求項６の発明は、請求項１の発明において、前記交流電源３と前記負荷２との間の電圧を整流するダイオードブリッジＤＢ３が付加され、前記トリガ制御手段６’は、発光ダイオードからなる入力用発光素子Ｄ１と、前記入力用発光素子Ｄ１に対して光結合されたフォトトライアックからなる出力用受光素子Ｑ７とを備えたフォトカプラＰＣからなり、前記フォトカプラＰＣはゼロクロス機能を有し、前記入力用発光素子Ｄ１は前記ダイオードブリッジＤＢ３の直流出力端間に前記スイッチング素子ＳＷ１と直列に接続され、前記出力用受光素子Ｑ７は前記交流電源３の一端と前記トライアックＱ１のゲートとの間に接続されることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、フォトカプラＰＣのゼロクロス機能を利用して設定電圧以下の期間にトライアックＱ１をトリガするものであり、トリガ制御手段６が電源回路を必要としないフォトカプラＰＣのみで構成されるので、小型且つ低コストで提供できる。
【００２５】
また、請求項７の発明は、交流電源３と負荷２との間に挿入されるトライアックＱ１と、外光の照度に応じた電圧を発生するフォトダイオードアレイＰＤと、前記フォトダイオードアレイＰＤの出力電圧に応じてオンオフするトランジスタからなるスイッチング素子ＳＷ１と、前記交流電源３を整流するダイオードブリッジＤＢ４と、前記ダイオードブリッジＤＢ４の直流出力端間に発光用抵抗Ｒ９と直列に接続される発光ダイオードからなる検出用発光素子Ｄ２とを備え、前記スイッチング素子ＳＷ１はオンである期間に前記トライアックＱ１をトリガし、前記検出用発光素子Ｄ２は、前記フォトダイオードアレイＰＤに対して光結合され、且つ前記交流電源３の出力電圧の絶対値が前記設定電圧を越えると前記スイッチング素子ＳＷ１をオフにする光出力を前記フォトダイオードアレイＰＤに与えることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、トライアックＱ１は交流電源３の出力電圧の絶対値が設定電圧以下である期間にトリガされるので、外光の照度変化に対するトリガ位相の変化を抑制し、しかも、電源回路を必要としない検出用発光素子Ｄ２を備えることにより、小型且つ低コストで提供できる。
【００２７】
また、請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかの発明において、前記スイッチング素子７は、デプレション型のＭＯＳＦＥＴからなりゲートに前記フォトダイオードアレイＰＤのカソード（出力電圧は負になる）が接続されるとともにソースに前記フォトダイオードアレイＰＤのアノード（出力電圧は正になる）が接続されることを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、フォトダイオードアレイＰＤの出力電圧がスイッチング素子ＳＷ１のゲート・ソース間に負電位に印加され、スイッチング素子ＳＷ１は外光の照度が規定値以下の期間にオンに保持されるものであり、スイッチング素子ＳＷ１は、フォトダイオードアレイＰＤの出力電圧によってオンオフされるので、他の電源回路を必要とせず、小型且つ低コストで提供できる。
【００２９】
また、請求項９の発明は、請求項１ないし請求項８のいずれかの発明において、前記フォトダイオードアレイＰＤの両端に制御用抵抗Ｒ５と制御用コンデンサＣ１とが
並列に接続されることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、フォトダイオードアレイＰＤの起電力を制御用抵抗Ｒ５に印加することにより制御用抵抗Ｒ５の両端に電圧を発生し、且つ制御用コンデンサＣ１によって制御用抵抗Ｒ５の両端に発生する電圧を安定させることができる。
【００３１】
また、請求項１０の発明は、請求項１ないし請求項９のいずれかの発明において、前記トライアックＱ１に対してスナバ用抵抗とスナバ用コンデンサとの直列回路が並列に接続されることを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、スナバ用抵抗とスナバ用コンデンサとの直列回路は、トライアックＱ１がオンオフする際にトライアックＱ１の両端に発生するサージ電圧を吸収するので、ノイズの発生を防ぐことができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００３４】
（実施形態１）
本実施形態の照度センサスイッチ１は、図１に示すように、負荷２と交流電源３との間に挿入されるとともに負荷２への交流電源３の供給をオンオフする３端子双方向サイリスタ（以下「トライアック」と称する）Ｑ１と、外光の照度を検出するとともに外光の照度に応じてオンオフするトリガ回路４とを従来構成と同様に備えている。トリガ回路４は、外光の照度を検出する光起電力素子として用いるフォトダイオードアレイＰＤと、図９で示した従来構成の制御用抵抗Ｒ５’および制御用コンデンサＣ１と同様の機能を有する制御回路５と、フォトダイオードアレイＰＤの出力電圧に応じてオンオフするデプレション型のＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子ＳＷ１とで構成される。
【００３５】
本実施形態は、交流電源３の出力電圧に比例する電圧を検出する電圧検出回路６ａの出力によってオンオフするスイッチング要素ＳＷ２からなるトリガ制御手段６と、交流電圧を全波整流するダイオードブリッジＤＢ１とを付加した点が図９で示した従来構成と相違する。ダイオードブリッジＤＢ１の交流入力端は、交流電源３と負荷２との直列回路の一端とトライアックＱ１のゲートとに夫々接続され、ダイオードブリッジＤＢ１の直流出力端間には、スイッチング素子ＳＷ１とスイッチング要素ＳＷ２と抵抗Ｒ４との直列回路と、電圧検出回路６ａとが夫々接続される。したがって、スイッチング素子ＳＷ１とスイッチング要素ＳＷ２との両方がオン状態ならば、スイッチング素子ＳＷ１とスイッチング要素ＳＷ２と抵抗Ｒ４とを流れる電流は、トライアックＱ１のゲートから流入するトリガ信号となる。
【００３６】
電圧検出回路６ａは、交流電源３の出力電圧の絶対値が設定電圧以下の期間にスイッチング要素ＳＷ２をオンにする。設定電圧とは、交流電源３の出力電圧におけるゼロクロス点付近の大きさの電圧であり、交流電源３の出力電圧の絶対値が設定電圧以下の期間であってスイッチング要素ＳＷ２がオンであるときに、スイッチング素子ＳＷ１が能動領域におけるオン状態であっても、トライアックＱ１をトリガする大きさのトリガ信号が流れないように設定される。換言すると、交流電源３の出力電圧の絶対値が設定電圧以下の期間では、スイッチング素子ＳＷ１が完全オン（飽和領域におけるオン状態）であると、トライアックＱ１をトリガすることができる。
【００３７】
図１の構成の具体例を示すと、例えば図２のように、電圧検出回路６ａは、抵抗（第１の抵抗）Ｒ１と抵抗（第２の抵抗）Ｒ２との直列回路と、抵抗（第３の抵抗）Ｒ３と検出用スイッチング素子Ｑ２との直列回路とにより構成され、両直列回路がダイオードブリッジＤＢ１の直流出力端間に夫々接続される。検出用スイッチング素子Ｑ２はＭＯＳＦＥＴからなり、ドレインが抵抗Ｒ３に接続されるとともに、ゲートが抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点に接続される。なお、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との直列回路の抵抗値は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との直列回路を流れる電流によってトライアックＱ１がトリガされることがない程度の大きさに設定する。さらに、スイッチング要素ＳＷ２はＭＯＳＦＥＴからなり、抵抗Ｒ３と検出用スイッチング素子Ｑ２との接続点はスイッチング要素ＳＷ２のゲートに接続される。図２の構成では、前述の設定電圧は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との夫々の抵抗値の比で設定できる。
【００３８】
したがって、交流電源３の出力電圧の絶対値が設定電圧を越える期間に、抵抗Ｒ２の両端の電圧が検出用スイッチング素子Ｑ２のしきい値電圧以上になり検出用スイッチング素子Ｑ２をオンにするので、スイッチング要素ＳＷ２のゲート・ソース間にはしきい値電圧を越える電圧が印加されず、スイッチング要素ＳＷ２はオフに保持される。対して、交流電源３の出力電圧の絶対値が設定電圧以下の期間に、抵抗Ｒ２の両端の電圧が検出用スイッチング素子Ｑ２のしきい値電圧を下回り検出用スイッチング素子Ｑ２をオフに保持するので、スイッチング要素ＳＷ２のゲート・ソース間にはしきい値電圧を越える電圧が印加され、スイッチング要素ＳＷ２はオンになる。
【００３９】
一方、制御回路５はフォトダイオードアレイＰＤに夫々接続される制御用抵抗Ｒ５と制御用コンデンサＣ１とからなり、フォトダイオードアレイＰＤのカソード（出力電圧は負になる）はスイッチング素子ＳＷ１のゲートに接続され、フォトダイオードアレイＰＤのアノード（出力電圧は正になる）はスイッチング素子ＳＷ１のソースに接続される。したがって、フォトダイオードアレイＰＤの出力電圧がスイッチング素子ＳＷ１のしきい値電圧以上（外光の照度が規定値を越える）の期間にスイッチング素子ＳＷ１はオフに保持され、対して、フォトダイオードアレイＰＤの出力電圧がスイッチング素子ＳＷ１のしきい値電圧を下回る（外光の照度が規定値以下）期間にスイッチング素子ＳＷ１はオンになる。
【００４０】
その結果、交流電源３の出力電圧の絶対値が設定電圧を越える期間はスイッチング要素ＳＷ２がオフになるので、スイッチング素子ＳＷ１の能動領域において、トライアックＱ１がトリガされることなく、スイッチング素子ＳＷ１が完全オンの期間にトライアックＱ１がトリガされる。
【００４１】
なお、図示しないが、トライアックＱ１の両端間には、スナバ用抵抗とスナバ用コンデンサとの直列回路からなるスナバ回路を並列に接続するのが望ましい。
【００４２】
（実施形態２）
本実施形態では、電圧検出回路６ｂは、図３に示すように、交流電源３と負荷２との間に挿入され、交流電源３の出力電圧に比例する電圧を検出する。すなわち、実施形態１におけるダイオードブリッジＤＢ１が省略され、交流電源３と負荷２との直列回路の一端とトライアックＱ１のゲートとの間に、スイッチング素子ＳＷ１とスイッチング要素ＳＷ２と抵抗Ｒ４との直列回路が直接挿入されている。なお、スイッチング素子ＳＷ１がオフの期間にスイッチング素子ＳＷ１を構成するＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードを通して電流が流れるのを阻止し、スイッチング素子ＳＷ１がオンの期間に双方向に電流が流れるように、スイッチング素子ＳＷ１は、逆直列に接続された２個のデプレション型のＭＯＳＦＥＴＱ３、Ｑ４からなり、ゲート同士、ソース同士が夫々共通に接続される。
【００４３】
具体例で説明すると、実施形態１ではダイオードブリッジＤＢ１を介して電圧検出回路６ａが接続されていたが、本実施形態では、図４に示すように、電圧検出回路６ｂにダイオードブリッジＤＢ２を設けてある。ダイオードブリッジＤＢ２は、交流入力端が交流電源３と負荷２との間に夫々抵抗Ｒ６、Ｒ７を介して接続されるとともに、直流出力端間に検出用抵抗Ｒ８が接続されて電圧検出回路６ａを構成する。なお、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８との直列回路の抵抗値は、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８との直列回路を流れる電流によって負荷２が動作しない程度の大きさに設定する。スイッチング要素ＳＷ２は、スイッチング素子ＳＷ１と同様に、逆直列に接続された２個のデプレション型のＭＯＳＦＥＴＱ５、Ｑ６からなり、ゲート同士、ソース同士が夫々共通に接続される。検出用抵抗Ｒ８とダイオードブリッジＤＢ２の直流出力端の負極との接続点はスイッチング要素ＳＷ２のゲートに接続され、検出用抵抗Ｒ８とダイオードブリッジＤＢ２の直流出力端の正極との接続点はスイッチング要素ＳＷ２のソースに接続される。図４の構成では、実施形態１で説明した設定電圧は、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７と検出用抵抗Ｒ８との夫々の抵抗値の比で設定できる。
【００４４】
したがって、交流電源３の出力電圧の絶対値が実施形態１と同様の設定電圧を越える期間において、検出用抵抗Ｒ８の両端の電圧がスイッチング要素ＳＷ２のしきい値電圧以上になるので、スイッチング要素ＳＷ２はオフに保持される。対して、交流電源３の出力電圧の絶対値が設定電圧以下の期間において、検出用抵抗Ｒ８の両端の電圧がスイッチング要素ＳＷ２のしきい値電圧を下回るので、スイッチング要素ＳＷ２はオンになる。
【００４５】
その結果、交流電源３の出力電圧の絶対値が設定電圧を越える期間はスイッチング要素ＳＷ２がオフになるので、スイッチング素子ＳＷ１の能動領域において、トライアックＱ１がトリガされることなく、スイッチング素子ＳＷ１が完全オンの期間にトライアックＱ１がトリガされる。他の構成および機能は実施形態１と同様である。
（実施形態３）
本実施形態では、トリガ制御手段６’は、図５に示すように、光結合された発光ダイオードとフォトトライアックとを備えゼロクロス機能を有するフォトカプラＰＣで構成される。
【００４６】
具体的には、図６に示すように、フォトカプラＰＣは、発光ダイオードからなる入力用発光素子Ｄ１と、フォトトライアックからなる出力用受光素子Ｑ７と、フォトカプラＰＣにゼロクロス機能を与えるゼロクロス回路７とで構成される。ゼロクロス機能とは、入力用発光素子Ｄ１の光出力を出力用受光素子Ｑ７が受けたタイミングで出力用受光素子Ｑ７がトリガされるのでなく、入力用発光素子Ｄ１の光出力を出力用受光素子Ｑ７が受けた後に、出力用受光素子Ｑ７の両端に印加される交流電圧のゼロクロス点付近で出力用受光素子Ｑ７をトリガする機能である。入力用発光素子Ｄ１は、実施形態１におけるスイッチング要素ＳＷ２に代えて、スイッチング素子ＳＷ１および抵抗Ｒ４に直列にダイオードブリッジＤＢ３の直流出力端間に挿入され、ダイオードブリッジＤＢ３の直流出力端の負極にカソードが接続される。また、実施形態１におけるダイオードブリッジＤＢ１が省略され、出力用受光素子Ｑ７が、交流電源３と負荷２との直列回路の一端とトライアックＱ１のゲートとの間に挿入される。なお、ダイオードブリッジＤＢ３の交流入力端は、交流電源３と負荷２との直列回路の両端に夫々接続される。
【００４７】
したがって、出力用受光素子Ｑ７は、入力用発光素子Ｄ１の光出力を受けると、ゼロクロス機能によって交流電源３の出力電圧がゼロクロス点付近の期間にトリガされる。その結果、トライアックＱ１は、スイッチング素子ＳＷ１がオン状態であれば、交流電源３の出力電圧がゼロクロス点付近の期間にトリガされる。他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００４８】
（実施形態４）
本実施形態では、図７に示すように、実施形態１におけるトリガ制御手段６に代えて、交流電源３の出力電圧の瞬時値に応じた光量を発光する電圧検出発光回路８を有している。電圧検出発光回路８は、交流電源３と負荷２との間にトライアックＱ１と並列に接続されるとともに、フォトダイオードアレイＰＤに対して光結合される。なお、スイッチング素子ＳＷ１がオフの期間にスイッチング素子ＳＷ１を構成するＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードを通して電流が流れるのを阻止し、スイッチング素子ＳＷ１がオンの期間に双方向に電流が流れるように、スイッチング素子ＳＷ１は、逆直列に接続された２個のデプレション型のＭＯＳＦＥＴＱ３、Ｑ４からなり、ゲート同士、ソース同士が夫々共通に接続される。実施形態１におけるダイオードブリッジＤＢ１を省略し、スイッチング素子ＳＷ１は、交流電源３と負荷２との直列回路の一端とトライアックＱ１のゲートとの間に抵抗Ｒ４と直列に挿入される。
【００４９】
具体的には、図８に示すように、電圧検出発光回路８は、交流電源３と負荷２との直列回路の両端の電圧を整流するダイオードブリッジＤＢ４と、ダイオードブリッジＤＢ４の直流出力端間に発光用抵抗Ｒ９と直列に接続される検出用発光素子Ｄ２とからなる。検出用発光素子Ｄ２は、発光ダイオードからなり、カソードがダイオードブリッジＤＢ４の直流出力端の負極に接続されるとともに、フォトダイオードアレイＰＤと光結合される。検出用発光素子Ｄ２は、交流電源３の出力電圧の瞬時値に応じて光量が変化する。
【００５０】
したがって、検出用発光素子Ｄ２の光量自体が実施形態１の設定電圧に相当する。すなわち、交流電源３の出力電圧の絶対値が実施形態１の設定電圧を超える期間において、検出用発光素子Ｄ２の光出力は、フォトダイオードアレイＰＤを介してスイッチング素子ＳＷ１をオフに保持する光量となる。対して、交流電源３の出力電圧の絶対値が設定電圧以下の期間において、検出用発光素子Ｄ２の光出力は、フォトダイオードアレイＰＤを介してスイッチング素子ＳＷ１をオフに保持することのない光量となる。
【００５１】
その結果、スイッチング素子ＳＷ１は、能動領域で動作することなく、完全オンまたは完全オフの２値で動作する。他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、トライアックは交流電源の出力電圧の絶対値が設定電圧以下である期間にトリガされるので、外光の照度変化に対するトリガ位相の変化を抑制し、しかも、電源回路を用いることなく実現することができるので、小型且つ低コストな照度センサスイッチを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１を示す回路図である。
【図２】同上の具体例を示す回路図である。
【図３】本発明の実施形態２を示す回路図である。
【図４】同上の具体例を示す回路図である。
【図５】本発明の実施形態３を示す回路図である。
【図６】同上の具体例を示す回路図である。
【図７】本発明の実施形態４を示す回路図である。
【図８】同上の具体例を示す回路図である。
【図９】従来例を示す回路図である。
【図１０】同上の動作説明図である。
【図１１】同上の動作説明図である。
【図１２】他の従来例の要部を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 照度センサスイッチ
２ 負荷
３ 交流電源
６ トリガ制御手段
８ 電圧検出発光回路
Ｑ１ ３端子双方向サイリスタ
Ｑ２ 検出用スイッチング素子
Ｑ７ 出力用受光素子
ＤＢ１〜ＤＢ４ ダイオードブリッジ
ＳＷ１ スイッチング素子
ＳＷ２ スイッチング要素
Ｒ１ （第１の）抵抗
Ｒ２ （第２の）抵抗
Ｒ３ （第３の）抵抗
Ｒ５ 制御用抵抗
Ｒ６ 抵抗
Ｒ７ 抵抗
Ｒ８ 検出用抵抗
Ｒ９ 発光用抵抗
Ｄ１ 入力用発光素子
Ｄ２ 検出用発光素子
ＰＣ フォトカプラ
Ｃ１ 制御用コンデンサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an illuminance sensor switch that turns on and off the supply of AC power to a load according to the illuminance of external light.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there has been provided an illuminance sensor switch 1 for detecting the illuminance of external light and energizing an AC power supply 3 to a load 2 during a period in which the illuminance of external light is equal to or less than a specified value.
[0003]
As shown in FIG. 9, this type of illuminance sensor switch 1 includes a three-terminal bidirectional thyristor (hereinafter, referred to as "triac") Q1 inserted between an AC power supply 3 and a load 2, and an illuminance of external light. A trigger circuit 4 for detecting and triggering the triac Q1. The T2 terminal and the T1 terminal of the triac Q1 are connected to both ends of a series circuit of the AC power supply 3 and the load 2, respectively. On the other hand, the trigger circuit 4 includes a photodiode array (photovoltaic element) PD for detecting the illuminance of external light, and two depletion-type MOSFETs Q3 and Q4 that are turned on and off according to the output voltage of the photodiode array PD. And a switching element SW1. The MOSFETs Q3 and Q4 are connected in anti-series to prevent current from flowing through each parasitic diode when the switching element SW1 is off, and to flow bidirectionally when the switching element SW1 is on. And the sources are commonly connected. Further, one end of the switching element SW1 (drain of the MOSFET Q3) is connected with a resistor R4 at a connection point between the T2 terminal of the triac Q1 and the AC power supply 3 so that a trigger signal for triggering the triac Q1 can be turned on and off by turning on and off the switching element SW1. The other end of the switching element SW1 (the drain of the MOSFET Q4) is connected to the gate of the triac Q1. Therefore, the switching element SW1 generates a trigger signal that triggers the triac Q1 during the ON period.
[0004]
In order to turn on / off the switching element SW1 with the output of the photodiode array PD, a control capacitor C1 is connected in parallel with the photodiode array PD, and the cathode (the output voltage becomes negative) of the photodiode array PD is The gate of the switching element SW1 is connected via a control resistor R5 ', and the anode (the output voltage becomes positive) of the photodiode array PD is connected to the source of the switching element SW1. With this configuration, the switching element SW1 is kept off during the period when the output voltage of the photodiode array PD is equal to or higher than the threshold voltage of the switching element SW1 (the illuminance of external light exceeds a specified value). The switching element SW1 is turned on during a period in which the output voltage of the PD is lower than the threshold voltage of the switching element SW1 (the illuminance of external light is equal to or less than a specified value) (for example, see Patent Document 1).
[0005]
By the way, in the configuration of FIG. 9, MOSFETs Q3 and Q4 are used as the switching element SW1, and the MOSFET does not operate only in two values of complete ON or complete OFF, but the resistance between the drain and the source depends on the gate voltage. It has a changing active area. Therefore, in the active region, as shown by b in FIG. 10, the resistance value between the drain and source of the MOSFETs Q3 and Q4 (hereinafter, referred to as the "resistance value of the switching element SW1") changes according to the illuminance of the external light. . In FIG. 10, the vertical axis represents the sum of the resistance value of the switching element SW1 and the resistance value of the resistor R4, where a indicates that the switching element 1 is completely off, and c indicates that the switching element SW1 is completely off. Shows the fully on state. On the other hand, the trigger signal for triggering the triac Q1 is a current signal, which flows by applying a voltage between the gate of the triac Q1 and the AC power supply 3 to a series circuit of the switching element SW1 and the resistor R4. The instantaneous value of the output voltage of the AC power supply 3 that generates the voltage varies according to the resistance value of the switching element SW1.
[0006]
Therefore, in the active region, the magnitude of the trigger phase, which is the phase delay from the zero-cross point of the output voltage of the AC power supply 3 until the triac Q1 is triggered, changes according to the illuminance of the external light. That is, depending on the illuminance of the external light, as shown in FIG. 11B, the AC voltage applied to the load 2 is relatively large from the zero cross point of the output voltage of the AC power supply 3 (shown in FIG. 11E). The waveform lacks the trigger phase φ. As a result, depending on the illuminance of the external light, the waveform of the AC voltage applied to the load 2 is relatively greatly distorted, and the power for normally operating the load 2 may not be supplied to the load 2. May malfunction. 11A shows a waveform of an AC voltage applied to the load 2 when the switching element SW1 is completely turned off, and FIG. 11C shows a waveform of the AC voltage applied to the load 2 when the switching element SW1 is completely turned on. 3 shows a waveform of an AC voltage.
[0007]
Therefore, as shown in FIG. 12, an illuminance sensor switch 1 to which a voltage monitoring circuit 9 for turning on and off a constant voltage ON signal for completely turning on the switching element SW1 has been proposed. The voltage monitoring circuit 9 is inserted between the photodiode array PD and the switching element SW1. The voltage monitoring circuit 9 compares the reference voltage set by the diode array D3 with the output voltage of the photodiode array PD by the comparator CP, and when the output voltage of the photodiode array PD falls below the reference voltage, the control terminal of the switching element SW1. Output a constant voltage ON signal to the control signal.
[0008]
Therefore, the switching element SW1 does not operate in the active region, but operates in two values of complete on or complete off (for example, see Patent Document 2).
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-11-214171 (page 4, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-11-214976 (page 4, FIG. 1, FIG. 3)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the illuminance sensor switch 1 having the voltage monitoring circuit 9 requires a constant-voltage DC power supply as a power supply for the comparator CP. Therefore, it is necessary to provide a power supply circuit (not shown) for supplying a constant-voltage DC power supply from the AC power supply 3. There is. As a result, when the voltage monitoring circuit 9 is provided, the number of components increases, which causes a problem that the size increases and the cost increases.
[0011]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a small-sized and low-cost illuminance sensor switch that suppresses a change in a trigger phase with respect to an illuminance change of external light.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 includes a triac Q1 inserted between the AC power supply 3 and the load 2, a photodiode array PD for generating an output voltage according to the illuminance of external light, and a terminal between the two ends of the AC power supply 3. The switching element SW1 which is a transistor which is inserted and turned on / off in response to the output voltage of the photodiode array PD to turn on / off a trigger signal, and the switching element SW1 during a period in which the absolute value of the output voltage of the AC power supply 3 is equal to or lower than a set voltage. And a trigger control means for triggering the triac when a trigger signal is generated.
[0013]
According to the present invention, the triac Q1 is triggered during a period in which the absolute value of the output voltage of the AC power supply 3 is equal to or less than the set voltage. Since it can be realized without using it, it can be provided at a small size and at low cost.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a diode bridge DB1 for rectifying a voltage between one end of the AC power supply 3 and a gate of the triac Q1 is added. A voltage detection circuit 6a for detecting a voltage between the DC output terminals of the diode bridge DB1; and a switching element SW2 comprising a semiconductor switch which is turned on and off in response to the detection result of the voltage detection circuit 6a. A series circuit with the switching element SW1 and the voltage detection circuit 6a are connected in parallel between the DC output terminals of the diode bridge DB1.
[0015]
According to the present invention, the voltage detection circuit 6a detects the voltage between the DC output terminals of the diode bridge DB1, and one voltage detection circuit 6a can detect the absolute value of the output voltage of the AC power supply 3. Therefore, the number of parts can be relatively reduced without requiring a power supply circuit.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the voltage detection circuit 6a is a detection circuit comprising a series circuit of a first resistor R1 and a second resistor R2, a third resistor R3 and a transistor. A series circuit with the switching element Q2 is connected in parallel between the DC output terminals of the diode bridge DB1, and the control terminal of the switching element Q2 for detection is connected to the first resistor R1 and the second resistor R2. And a control terminal of the switching element SW2 is connected to a connection point between the third resistor R3 and the detection switching element Q2.
[0017]
Note that the control terminal when the detection switching element Q2 is formed of a MOSFET is a gate, and the control terminal when the detection switching element Q2 is formed of a bipolar transistor is a base.
[0018]
According to this invention, the voltage divided by the first resistor R1 and the second resistor R2 or the threshold voltage of the detection switching element Q2 determines the set voltage, and the first resistor R1 Since the set voltage can be set only by adjusting the respective resistance values of the second resistor R2 and the threshold voltage of the detection switching element Q2, the optimum value is selected according to the specifications of the triac Q1 or the load 2. be able to.
[0019]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the trigger control means 6 includes a voltage detection circuit 6b for detecting a voltage between the AC power supply 3 and the load 2, A switching element SW2 formed of a semiconductor switch that is turned on and off in response to the detection result. The switching element SW2 and the switching element SW1 are connected in series between one end of the AC power supply 3 and the gate of the triac Q1. It is characterized by that.
[0020]
According to the present invention, since the voltage detection circuit 6b and the switching element SW2 can be realized without using a power supply circuit, they can be provided at a small size and at low cost.
[0021]
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention of the fourth aspect, the voltage detection circuit 6b includes a diode bridge DB2 inserted between the AC power supply 3 and the load 2 via resistors R6 and R7, respectively. , A detection resistor R8 connected between the DC output terminals of the diode bridge DB2, the switching element SW2 is formed of a depletion type MOSFET, and the gate of the switching element SW2 is connected to the DC output terminal of the diode bridge DB1. And the source is connected to the positive electrode of the DC output terminal of the diode bridge DB1.
[0022]
According to the present invention, the voltage at both ends of the detection resistor R8 or the threshold voltage of the switching element SW2 determines the set voltage, and the sum of the resistance values of the resistors R6 and R7 and the detection resistor Since the set voltage can be set only by adjusting the ratio of the resistance to R8 or the threshold voltage of the switching element SW2, the optimum value can be selected according to the specifications of the triac Q1 or the load 2.
[0023]
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a diode bridge DB3 for rectifying a voltage between the AC power supply 3 and the load 2 is added, and the trigger control means 6 ' An input light emitting element D1 and an output light receiving element Q7 composed of a phototriac optically coupled to the input light emitting element D1. The photocoupler PC has a zero-cross function. The input light-emitting element D1 is connected in series with the switching element SW1 between the DC output terminals of the diode bridge DB3, and the output light-receiving element Q7 is connected between one end of the AC power supply 3 and the gate of the triac Q1. Characterized by being connected to
[0024]
According to the present invention, the triac Q1 is triggered during the period equal to or less than the set voltage by using the zero cross function of the photocoupler PC, and the trigger control means 6 is constituted only by the photocoupler PC which does not require a power supply circuit. Therefore, it can be provided at a small size and at low cost.
[0025]
The invention according to claim 7 includes a triac Q1 inserted between the AC power supply 3 and the load 2, a photodiode array PD for generating a voltage corresponding to the illuminance of external light, and an output of the photodiode array PD. It comprises a switching element SW1 composed of a transistor which is turned on / off according to a voltage, a diode bridge DB4 for rectifying the AC power supply 3, and a light emitting diode connected in series with a light emitting resistor R9 between the DC output terminals of the diode bridge DB4. A light emitting element for detection D2, wherein the switching element SW1 triggers the triac Q1 during the ON period, the light emitting element for detection D2 is optically coupled to the photodiode array PD, and the AC power supply 3 when the absolute value of the output voltage exceeds the set voltage. Characterized in providing a light output to off in the photodiode array PD.
[0026]
According to the present invention, the triac Q1 is triggered during a period in which the absolute value of the output voltage of the AC power supply 3 is equal to or less than the set voltage. By providing the unnecessary detection light emitting element D2, it is possible to provide a small size and low cost.
[0027]
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects of the present invention, the switching element 7 is formed of a depletion-type MOSFET and has a gate connected to a cathode of the photodiode array PD (an output voltage is negative). ) And the anode (the output voltage is positive) of the photodiode array PD is connected to the source.
[0028]
According to the present invention, the output voltage of the photodiode array PD is applied to a negative potential between the gate and the source of the switching element SW1, and the switching element SW1 is kept on during a period in which the illuminance of external light is equal to or less than a specified value. Since the switching element SW1 is turned on and off by the output voltage of the photodiode array PD, the switching element SW1 does not require another power supply circuit and can be provided at a small size and at low cost.
[0029]
According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the first to eighth aspects, a control resistor R5 and a control capacitor C1 are provided at both ends of the photodiode array PD.
It is characterized by being connected in parallel.
[0030]
According to the present invention, a voltage is generated across the control resistor R5 by applying the electromotive force of the photodiode array PD to the control resistor R5, and is generated across the control resistor R5 by the control capacitor C1. The voltage can be stabilized.
[0031]
According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to ninth aspects, a series circuit of a snubber resistor and a snubber capacitor is connected in parallel to the triac Q1. I do.
[0032]
According to the present invention, the series circuit of the snubber resistor and the snubber capacitor absorbs a surge voltage generated at both ends of the triac Q1 when the triac Q1 is turned on and off, so that noise can be prevented from being generated.
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0034]
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the illuminance sensor switch 1 of the present embodiment is a three-terminal bidirectional thyristor (hereinafter, referred to as a “three-terminal thyristor”) inserted between a load 2 and an AC power supply 3 to turn on and off the supply of the AC power supply 3 to the load 2. As in the conventional configuration, there is provided a trigger circuit 4 which detects the illuminance of the external light and turns on / off according to the illuminance of the external light. The trigger circuit 4 includes a photodiode array PD used as a photovoltaic element for detecting illuminance of external light, and a control circuit having the same functions as the control resistor R5 'and the control capacitor C1 of the conventional configuration shown in FIG. 5 and a switching element SW1 composed of a depletion-type MOSFET which is turned on / off according to the output voltage of the photodiode array PD.
[0035]
In the present embodiment, a trigger control means 6 including a switching element SW2 that is turned on / off by an output of a voltage detection circuit 6a that detects a voltage proportional to an output voltage of the AC power supply 3, and a diode bridge DB1 that performs full-wave rectification of the AC voltage. The added point is different from the conventional configuration shown in FIG. An AC input terminal of the diode bridge DB1 is connected to one end of a series circuit of the AC power supply 3 and the load 2 and a gate of the triac Q1, respectively. A switching element SW1 and a switching element SW2 are connected between the DC output terminals of the diode bridge DB1. And a series circuit of a resistor R4 and a voltage detection circuit 6a. Therefore, if both the switching element SW1 and the switching element SW2 are in the ON state, the current flowing through the switching element SW1, the switching element SW2, and the resistor R4 becomes a trigger signal flowing from the gate of the triac Q1.
[0036]
The voltage detection circuit 6a turns on the switching element SW2 during a period when the absolute value of the output voltage of the AC power supply 3 is equal to or less than the set voltage. The set voltage is a voltage having a magnitude near the zero crossing point in the output voltage of the AC power supply 3, and when the switching element SW2 is on while the absolute value of the output voltage of the AC power supply 3 is equal to or less than the set voltage. , Even when the switching element SW1 is in the ON state in the active region, a trigger signal having a magnitude that triggers the triac Q1 does not flow. In other words, during a period in which the absolute value of the output voltage of the AC power supply 3 is equal to or lower than the set voltage, the triac Q1 can be triggered when the switching element SW1 is completely on (on state in a saturation region).
[0037]
As shown in a specific example of the configuration of FIG. 1, for example, as shown in FIG. 2, the voltage detection circuit 6a includes a series circuit of a resistor (first resistor) R1 and a resistor (second resistor) R2, and a resistor (second resistor). 3) and a series circuit of a detection switching element Q2. Both series circuits are connected between the DC output terminals of the diode bridge DB1. The detection switching element Q2 is composed of a MOSFET, and has a drain connected to the resistor R3 and a gate connected to a connection point between the resistors R1 and R2. The resistance value of the series circuit of the resistor R1 and the resistor R2 is set to such a value that the current flowing through the series circuit of the resistor R1 and the resistor R2 does not trigger the triac Q1. Further, the switching element SW2 is composed of a MOSFET, and a connection point between the resistor R3 and the detection switching element Q2 is connected to the gate of the switching element SW2. In the configuration of FIG. 2, the above-described set voltage can be set by the ratio of the respective resistance values of the resistors R1 and R2.
[0038]
Therefore, during the period when the absolute value of the output voltage of the AC power supply 3 exceeds the set voltage, the voltage across the resistor R2 becomes equal to or higher than the threshold voltage of the detection switching element Q2, and the detection switching element Q2 is turned on. No voltage exceeding the threshold voltage is applied between the gate and source of the switching element SW2, and the switching element SW2 is kept off. On the other hand, during a period in which the absolute value of the output voltage of the AC power supply 3 is equal to or lower than the set voltage, the voltage across the resistor R2 falls below the threshold voltage of the detection switching element Q2, and the detection switching element Q2 is kept off. A voltage exceeding the threshold voltage is applied between the gate and the source of the switching element SW2, and the switching element SW2 is turned on.
[0039]
On the other hand, the control circuit 5 includes a control resistor R5 and a control capacitor C1 connected to the photodiode array PD, respectively, and the cathode (the output voltage becomes negative) of the photodiode array PD is connected to the gate of the switching element SW1. The anode (the output voltage becomes positive) of the photodiode array PD is connected to the source of the switching element SW1. Therefore, the switching element SW1 is kept off during the period when the output voltage of the photodiode array PD is equal to or higher than the threshold voltage of the switching element SW1 (the illuminance of the external light exceeds the specified value). The switching element SW1 is turned on during a period when the output voltage is lower than the threshold voltage of the switching element SW1 (illuminance of external light is equal to or less than a specified value).
[0040]
As a result, the switching element SW2 is turned off during the period when the absolute value of the output voltage of the AC power supply 3 exceeds the set voltage, so that in the active region of the switching element SW1, the triac Q1 is not triggered and the switching element SW1 is completely turned off. The triac Q1 is triggered during the ON period.
[0041]
Although not shown, a snubber circuit composed of a series circuit of a snubber resistor and a snubber capacitor is desirably connected in parallel between both ends of the triac Q1.
[0042]
(Embodiment 2)
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the voltage detection circuit 6b is inserted between the AC power supply 3 and the load 2, and detects a voltage proportional to the output voltage of the AC power supply 3. That is, the diode bridge DB1 in the first embodiment is omitted, and a series circuit of the switching element SW1, the switching element SW2, and the resistor R4 is provided between one end of the series circuit of the AC power supply 3 and the load 2 and the gate of the triac Q1. Directly inserted. Note that the switching element SW1 is prevented from flowing a current through a parasitic diode of the MOSFET constituting the switching element SW1 while the switching element SW1 is off, and a bidirectional current flows while the switching element SW1 is on. , Two depletion-mode MOSFETs Q3 and Q4 connected in anti-series, and the gates and the sources are commonly connected.
[0043]
In a specific example, in the first embodiment, the voltage detection circuit 6a is connected via the diode bridge DB1, but in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the voltage detection circuit 6b is provided with the diode bridge DB2. is there. The diode bridge DB2 has an AC input terminal connected between the AC power supply 3 and the load 2 via resistors R6 and R7, respectively, and a detection resistor R8 connected between the DC output terminals to connect the voltage detection circuit 6a. Constitute. The resistance value of the series circuit of the resistors R6, R7, and R8 is set to such a value that the load 2 does not operate due to the current flowing through the series circuit of the resistors R6, R7, and R8. Similarly to the switching element SW1, the switching element SW2 includes two depletion-type MOSFETs Q5 and Q6 connected in anti-series, and the gates and the sources are commonly connected. The connection point between the detection resistor R8 and the negative electrode of the DC output terminal of the diode bridge DB2 is connected to the gate of the switching element SW2, and the connection point between the detection resistor R8 and the positive electrode of the DC output terminal of the diode bridge DB2 is the switching element SW2. Connected to the source. In the configuration of FIG. 4, the set voltage described in the first embodiment can be set by the ratio of the respective resistance values of the resistors R6, R7, and the detection resistor R8.
[0044]
Therefore, during a period in which the absolute value of the output voltage of the AC power supply 3 exceeds the same set voltage as in the first embodiment, the voltage across the detection resistor R8 becomes equal to or higher than the threshold voltage of the switching element SW2. Is kept off. On the other hand, during a period in which the absolute value of the output voltage of the AC power supply 3 is equal to or lower than the set voltage, the voltage across the detection resistor R8 is lower than the threshold voltage of the switching element SW2, so that the switching element SW2 is turned on.
[0045]
As a result, the switching element SW2 is turned off during the period when the absolute value of the output voltage of the AC power supply 3 exceeds the set voltage, so that in the active region of the switching element SW1, the triac Q1 is not triggered and the switching element SW1 is completely turned off. The triac Q1 is triggered during the ON period. Other configurations and functions are the same as those of the first embodiment.
(Embodiment 3)
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the trigger control means 6 'includes a photocoupler PC having a light-emitting diode and a phototriac, which are optically coupled, and having a zero-cross function.
[0046]
Specifically, as shown in FIG. 6, the photocoupler PC includes an input light-emitting element D1 composed of a light-emitting diode, an output light-receiving element Q7 composed of a phototriac, and a zero-cross circuit 7 that provides a zero-cross function to the photocoupler PC. It is composed of The zero-cross function means that the output light receiving element Q7 is not triggered when the light output of the input light emitting element D1 is received by the output light receiving element Q7, but the light output of the input light emitting element D1 is output from the output light receiving element Q7. After the signal is received, the output light receiving element Q7 is triggered near the zero cross point of the AC voltage applied to both ends of the output light receiving element Q7. The input light emitting element D1 is inserted between the DC output terminal of the diode bridge DB3 in series with the switching element SW1 and the resistor R4 in place of the switching element SW2 in the first embodiment, and the cathode is connected to the negative electrode of the DC output terminal of the diode bridge DB3. Is connected. Further, the diode bridge DB1 in the first embodiment is omitted, and the light receiving element for output Q7 is inserted between one end of the series circuit of the AC power supply 3 and the load 2 and the gate of the triac Q1. The AC input terminal of the diode bridge DB3 is connected to both ends of a series circuit of the AC power supply 3 and the load 2.
[0047]
Therefore, when the output light receiving element Q7 receives the light output of the input light emitting element D1, the output voltage of the AC power supply 3 is triggered by the zero cross function in a period near the zero cross point. As a result, the triac Q1 is triggered when the output voltage of the AC power supply 3 is near the zero-cross point when the switching element SW1 is in the ON state. Other configurations and functions are the same as those of the first embodiment.
[0048]
(Embodiment 4)
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, instead of the trigger control means 6 in the first embodiment, a voltage detection light emitting circuit 8 that emits a light amount according to the instantaneous value of the output voltage of the AC power supply 3 is provided. . The voltage detection light emitting circuit 8 is connected between the AC power supply 3 and the load 2 in parallel with the triac Q1, and is optically coupled to the photodiode array PD. Note that the switching element SW1 is prevented from flowing a current through a parasitic diode of the MOSFET constituting the switching element SW1 while the switching element SW1 is off, and a bidirectional current flows while the switching element SW1 is on. , And two depletion-mode MOSFETs Q3 and Q4 connected in anti-series, and the gates and the sources are commonly connected. The diode bridge DB1 in the first embodiment is omitted, and the switching element SW1 is inserted in series with the resistor R4 between one end of the series circuit of the AC power supply 3 and the load 2 and the gate of the triac Q1.
[0049]
Specifically, as shown in FIG. 8, the voltage detection light emitting circuit 8 includes a diode bridge DB4 that rectifies a voltage between both ends of a series circuit including the AC power supply 3 and the load 2, and a DC output terminal of the diode bridge DB4. It comprises a light emitting resistor R9 and a detecting light emitting element D2 connected in series. The light-emitting element D2 for detection includes a light-emitting diode, and has a cathode connected to the negative electrode of the DC output terminal of the diode bridge DB4 and optically coupled to the photodiode array PD. The light emitting element D2 changes its light quantity in accordance with the instantaneous value of the output voltage of the AC power supply 3.
[0050]
Therefore, the light amount itself of the light emitting element for detection D2 corresponds to the set voltage of the first embodiment. That is, during a period in which the absolute value of the output voltage of the AC power supply 3 exceeds the set voltage of the first embodiment, the light output of the light emitting element for detection D2 is equal to the amount of light for holding the switching element SW1 off via the photodiode array PD. Become. On the other hand, during a period in which the absolute value of the output voltage of the AC power supply 3 is equal to or less than the set voltage, the light output of the light emitting element D2 for detection is a light amount that does not keep the switching element SW1 off via the photodiode array PD. Become.
[0051]
As a result, the switching element SW1 does not operate in the active region, but operates in two values of complete on or complete off. Other configurations and functions are the same as those of the first embodiment.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, since the triac is triggered during the period when the absolute value of the output voltage of the AC power supply is equal to or less than the set voltage, the change in the trigger phase with respect to the change in the illuminance of external light is suppressed, and the use of a power supply circuit Therefore, a compact and low-cost illuminance sensor switch can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific example of the above.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific example of the above.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a specific example of the above.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a circuit diagram showing a specific example of the above.
FIG. 9 is a circuit diagram showing a conventional example.
FIG. 10 is an operation explanatory view of the above.
FIG. 11 is an operation explanatory view of the above.
FIG. 12 is a circuit diagram showing a main part of another conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Illuminance sensor switch
2 Load
3 AC power supply
6. Trigger control means
8 Voltage detection light emitting circuit
Q1 3-terminal bidirectional thyristor
Q2 Detection switching element
Q7 Output light receiving element
DB1 to DB4 Diode bridge
SW1 switching element
SW2 switching element
R1 (first) resistance
R2 (second) resistance
R3 (third) resistance
R5 control resistor
R6 resistance
R7 resistance
R8 detection resistor
R9 Light emitting resistor
D1 Light-emitting element for input
D2 Light-emitting element for detection
PC Photocoupler
C1 Control capacitor