(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源及び負荷にそれぞれ接続される２つの入力端子と、
前記２つの入力端子の間に接続されたラッチ式リレーを用いたスイッチ素子及び電流変成器の直列回路と、
前記スイッチ素子の開閉部の両端に並列に接続され、前記交流電源から前記負荷を介して流れる交流電流を用いて、前記スイッチ素子が非導通状態のときの直流電力を出力するオフ電源部と、
前記電流変成器の２次側に接続され、前記電流変成器の２次側に流れる交流電流を用いて、前記スイッチ素子が導通状態のときの直流電力を出力するオン電源部と、
前記オフ電源部から直流電力が出力されているか否かを検出するオフ電源動作検出部と、
前記オン電源部から直流電力が出力されているか否かを検出するオン電源動作検出部と、
前記オフ電源部及び前記オン電源部から出力される直流電力によって駆動され、外部から入力される操作情報に基づいて、前記スイッチ素子の導通及び非導通を制御すると共に、直前に入力された操作情報を記憶し、記憶している前記操作情報と、前記オフ電源動作検出部による検出情報及び前記オン電源動作検出部による検出情報に基づいて、前記スイッチ素子の異常を検出し、異常検知情報を出力する制御部と、
前記オフ電源部又は前記オン電源部と前記制御部の間に設けられ、前記制御部に直流電力を供給する第１補助電源部と、前記スイッチ素子が非導通状態から導通状態に切り替えられる際に、前記スイッチ素子を駆動するための直流電力を供給する第２補助電源部を備えたことを特徴とする２線式負荷制御装置。
【請求項２】
交流電源及び負荷にそれぞれ接続される２つの入力端子と、
前記２つの入力端子の間に接続されたラッチ式リレーを用いたスイッチ素子及び電流変成器の直列回路と、
前記スイッチ素子の開閉部の両端に並列に接続され、前記交流電源から前記負荷を介して流れる交流電流を用いて、前記スイッチ素子が非導通状態のときの直流電力を出力するオフ電源部と、
前記電流変成器の２次側に接続され、前記電流変成器の２次側に流れる交流電流を用いて、前記スイッチ素子が導通状態のときの直流電力を出力するオン電源部と、
前記オフ電源部から直流電力が出力されているか否かを検出するオフ電源動作検出部と、
前記オン電源部から直流電力が出力されているか否かを検出するオン電源動作検出部と、
前記オフ電源部及び前記オン電源部から出力される直流電力によって駆動され、外部から入力される操作情報に基づいて、前記スイッチ素子の導通及び非導通を制御すると共に、直前に入力された操作情報を記憶し、記憶している前記操作情報と、前記オフ電源動作検出部による検出情報及び前記オン電源動作検出部による検出情報に基づいて、前記スイッチ素子の異常を検出し、異常検知情報を出力する制御部とを備えた２線式負荷制御装置であって、
前記制御部は、駆動電圧の異なる複数の制御回路を備え、
前記オフ電源部及び前記オン電源部は、それぞれ前記複数の制御回路の駆動電圧に対応して、駆動電圧が異なる複数の電圧系統を有し、
前記第１補助電源部は、前記複数の電圧系統のうち、駆動電圧の高い電圧系統に設けられ、前記第２補助電源部は、前記複数の電圧系統のうち、駆動電圧の低い電圧系統に設けられていることを特徴とする２線式負荷制御装置。
【請求項３】
前記第１補助電源部及び前記第２補助電源部は、前記オフ電源部又は前記オン電源部から出力される直流電力によって受電される蓄電素子を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の２線式負荷制御装置。
【請求項４】
交流電源及び負荷にそれぞれ接続される２つの入力端子と、
前記２つの入力端子の間に接続されたラッチ式リレーを用いたスイッチ素子及び電流変成器の直列回路と、
前記スイッチ素子の開閉部の両端に並列に接続され、前記交流電源から前記負荷を介して流れる交流電流を用いて、前記スイッチ素子が非導通状態のときの直流電力を出力するオフ電源部と、
前記電流変成器の２次側に接続され、前記電流変成器の２次側に流れる交流電流を用いて、前記スイッチ素子が導通状態のときの直流電力を出力するオン電源部と、
前記オフ電源部から直流電力が出力されているか否かを検出するオフ電源動作検出部と、
前記オン電源部から直流電力が出力されているか否かを検出するオン電源動作検出部と、
前記オフ電源部及び前記オン電源部から出力される直流電力によって駆動され、外部から入力される操作情報に基づいて、前記スイッチ素子の導通及び非導通を制御すると共に、直前に入力された操作情報を記憶し、記憶している前記操作情報と、前記オフ電源動作検出部による検出情報及び前記オン電源動作検出部による検出情報に基づいて、前記スイッチ素子の異常を検出し、異常検知情報を出力する制御部とを備えた２線式負荷制御装置であって、
前記オフ電源動作検出部が前記オフ電源部から直流電力が出力されていないことを検出し、且つ、前記オン電源動作検出部が前記オン電源部から直流電力が出力されていないことを検出したときに、前記制御部は前記交流電源が停電であると判断することを特徴とする２線式負荷制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記スイッチ素子の異常を検出したときに、前記スイッチ素子を正常状態に復帰させるための駆動信号を出力することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の２線式負荷制御装置。
【請求項６】
前記制御部が、前記交流電源が停電であると判断したときは、前記交流電源の停電中に操作情報が入力されても、その操作情報を破棄して、前記スイッチ素子の導通又は非導通の制御を行わないことを特徴とする請求項４に記載の２線式負荷制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記交流電源が停電であると判断したときは、前記交流電源の停電中に入力された操作情報を記憶しておき、前記交流電源が停電から回復したとき、記憶された前記操作情報に応じて、前記スイッチ素子の導通又は非導通の制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の２線式負荷制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置などの負荷のオン及びオフを制御するための２線式負荷制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トライアックなどの半導体スイッチ素子を用いた負荷制御装置が知られている。このような半導体スイッチ素子を用いた負荷制御装置のうち、２線式の負荷制御装置は、交流電源と負荷の間に直列に接続されるため、配線工事が簡単である。その反面、負荷がオフされているときでも半導体スイッチ素子や制御回路（ＣＰＵなど）を駆動するための電源を確保する必要がある。そのため、半導体スイッチ素子に並列に整流回路を接続し、負荷をオフするときでも、実際には負荷がオン又は誤動作しない程度の微弱電流を負荷に流し、整流された電流をバッファコンデンサに充電し、負荷がオフしているときの電源（オフ電源部）を確保している。また、負荷がオンしているときも、整流回路により整流された電流を用いて、負荷がオンしているときの電源（オン電源部）を確保している。（特許文献１参照）
【０００３】
オフ電源部は、例えば電流を制限する抵抗と、電圧をクランプするツェナーダイオード（定電圧ダイオード）と、トランジスタなどで構成された定電圧回路（ブートストラップ回路）であり、整流回路により全波整流された脈流が入力される。オフ電源回路から出力される電流の一部は制御部に流れ、ＣＰＵなどを駆動するために用いられる。また、残りの電流は、バッファコンデンサを充電する。整流回路により全波整流された脈流の電圧がツェナー電圧よりも低いときは、バッファコンデンサが電源となるため、バッファコンデンサは充放電を繰り返す。このように、上記のように本来負荷がオフの状態であっても、ツェナーダイオード及び整流回路を介して負荷に電流が流れる。
【０００４】
一方、負荷をオンさせるには、例えば、制御部から半導体スイッチ素子のゲートに駆動信号を入力し、半導体スイッチ素子をオンさせる。それによって、整流回路の整流電圧がほぼ零になり、オン電源部及びオフ電源部が非導通となる。オン電源部及びオフ電源部が非導通の間、制御部にはバッファコンデンサから電力が供給され、バッファコンデンサの端子電圧が徐々に低下する。そして、交流電源の電流が零になると、自己消弧により半導体スイッチ素子が非導通になり、整流回路に電圧が発生する。このように、交流の１／２周期ごとに、負荷制御装置の自己回路電源確保、半導体スイッチ素子の導通／非導通動作が繰り返される。
【０００５】
トライアックなどの半導体スイッチ素子は、その導通及び非導通を制御するために必要な電力は比較的少ない。そのため、上記のようにバッファコンデンサに充電された電力によって半導体スイッチ素子を駆動することができる。その反面、半導体スイッチ素子によって流しうる負荷電流は比較的少なく、大電流を必要とする負荷には適していない。そのため、大電流を必要とする負荷のオン及びオフを制御するために、例えばラッチ式リレーなど、機械的に駆動される接点を備えたスイッチ素子の使用が考えられる。ところが、このような機械的な接点を導通及び非導通させるには、例えば電磁石装置などを駆動する必要があり、大きな電力が必要となる。そのため、短時間のうちに、頻繁に負荷をオン／オフさせようとすると、電磁石装置を駆動するために十分な電力が確保できないうちに、駆動信号が出力されることになる。その結果、電磁石装置が駆動されず、ラッチ式リレーが導通状態から非導通状態に又はその逆に切り替えられず、負荷がオン／オフされなくなる。
【０００６】
また、ラッチ式リレーは、機械的に開閉される開閉接点を有しているため、衝撃によって開閉接点が不用意に開閉されてしまうおそれがある。例えば、ラッチ式リレーを用いた２線式負荷制御装置が扉の傍の壁面に設けられていたとする。ユーザが、負荷制御装置を操作して照明装置などの負荷をオフしたにも拘わらず、扉を閉めたときの衝撃で開閉接点が導通していまい、照明装置が再点灯してしまう可能性がある。そして、負荷がオンしているときも、また負荷がオフしているときも、負荷制御装置の自己回路電源が確保されるので、負荷制御装置の制御部は、オン電源とオフ電源のいずれから電力が供給されているか判断できない。そのため、衝撃によってラッチ式リレーが不用意に導通したとしても、従来の構成では、そのことを検出することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−９７５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、蛍光灯照明装置などの負荷を制御するための２線式負荷制御装置において、スイッチ素子としてラッチ式リレーを用いた場合に、ラッチ式リレーの開閉接点の状態を検出し、ユーザによって入力された操作情報と比較し、スイッチ素子の状態を検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明に係る２線式負荷制御装置は、
交流電源及び負荷にそれぞれ接続される２つの入力端子と、
前記２つの入力端子の間に接続されたラッチ式リレーを用いたスイッチ素子及び電流変成器の直列回路と、
前記スイッチ素子の開閉部の両端に並列に接続され、前記交流電源から前記負荷を介して流れる交流電流を用いて、前記スイッチ素子が非導通状態のときの直流電力を出力するオフ電源部と、
前記電流変成器の２次側に接続され、前記電流変成器の２次側に流れる交流電流を用いて、前記スイッチ素子が導通状態のときの直流電力を出力するオン電源部と、
前記オフ電源部から直流電力が出力されているか否かを検出するオフ電源動作検出部と、
前記オン電源部から直流電力が出力されているか否かを検出するオン電源動作検出部と、
前記オフ電源部及び前記オン電源部から出力される直流電力によって駆動され、外部から入力される操作情報に基づいて、前記スイッチ素子の導通及び非導通を制御すると共に、直前に入力された操作情報を記憶し、記憶している前記操作情報と、前記オフ電源動作検出部による検出情報及び前記オン電源動作検出部による検出情報に基づいて、前記スイッチ素子の異常を検出し、異常検知情報を出力する制御部と、
前記オフ電源部又は前記オン電源部と前記制御部の間に設けられ、前記制御部に直流電力を供給する第１補助電源部と、前記スイッチ素子が非導通状態から導通状態に切り替えられる際に、前記スイッチ素子を駆動するための直流電力を供給する第２補助電源部を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る他の２線式負荷制御装置は、
交流電源及び負荷にそれぞれ接続される２つの入力端子と、
前記２つの入力端子の間に接続されたラッチ式リレーを用いたスイッチ素子及び電流変成器の直列回路と、
前記スイッチ素子の開閉部の両端に並列に接続され、前記交流電源から前記負荷を介して流れる交流電流を用いて、前記スイッチ素子が非導通状態のときの直流電力を出力するオフ電源部と、
前記電流変成器の２次側に接続され、前記電流変成器の２次側に流れる交流電流を用いて、前記スイッチ素子が導通状態のときの直流電力を出力するオン電源部と、
前記オフ電源部から直流電力が出力されているか否かを検出するオフ電源動作検出部と、
前記オン電源部から直流電力が出力されているか否かを検出するオン電源動作検出部と、
前記オフ電源部及び前記オン電源部から出力される直流電力によって駆動され、外部から入力される操作情報に基づいて、前記スイッチ素子の導通及び非導通を制御すると共に、直前に入力された操作情報を記憶し、記憶している前記操作情報と、前記オフ電源動作検出部による検出情報及び前記オン電源動作検出部による検出情報に基づいて、前記スイッチ素子の異常を検出し、異常検知情報を出力する制御部とを備えた２線式負荷制御装置であって、
前記制御部は、駆動電圧の異なる複数の制御回路を備え、
前記オフ電源部及び前記オン電源部は、それぞれ前記複数の制御回路の駆動電圧に対応して、駆動電圧が異なる複数の電圧系統を有し、
前記第１補助電源部は、前記複数の電圧系統のうち、駆動電圧の高い電圧系統に設けられ、前記第２補助電源部は、前記複数の電圧系統のうち、駆動電圧の低い電圧系統に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
前記第１補助電源部及び前記第２補助電源部は、前記オフ電源部又は前記オン電源部から出力される直流電力によって受電される蓄電素子を有することが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る他の２線式負荷制御装置は、
交流電源及び負荷にそれぞれ接続される２つの入力端子と、
前記２つの入力端子の間に接続されたラッチ式リレーを用いたスイッチ素子及び電流変成器の直列回路と、
前記スイッチ素子の開閉部の両端に並列に接続され、前記交流電源から前記負荷を介して流れる交流電流を用いて、前記スイッチ素子が非導通状態のときの直流電力を出力するオフ電源部と、
前記電流変成器の２次側に接続され、前記電流変成器の２次側に流れる交流電流を用いて、前記スイッチ素子が導通状態のときの直流電力を出力するオン電源部と、
前記オフ電源部から直流電力が出力されているか否かを検出するオフ電源動作検出部と、
前記オン電源部から直流電力が出力されているか否かを検出するオン電源動作検出部と、
前記オフ電源部及び前記オン電源部から出力される直流電力によって駆動され、外部から入力される操作情報に基づいて、前記スイッチ素子の導通及び非導通を制御すると共に、直前に入力された操作情報を記憶し、記憶している前記操作情報と、前記オフ電源動作検出部による検出情報及び前記オン電源動作検出部による検出情報に基づいて、前記スイッチ素子の異常を検出し、異常検知情報を出力する制御部とを備えた２線式負荷制御装置であって、
前記オフ電源動作検出部が前記オフ電源部から直流電力が出力されていないことを検出し、且つ、前記オン電源動作検出部が前記オン電源部から直流電力が出力されていないことを検出したときに、前記制御部は前記交流電源が停電であると判断することを特徴とする。
【００１３】
前記制御部は、前記スイッチ素子の異常を検出したときに、前記スイッチ素子を正常状態に復帰させるための駆動信号を出力することが好ましい。
【００１４】
前記制御部が、前記交流電源が停電であると判断したときは、前記交流電源の停電中に操作情報が入力されても、その操作情報を破棄して、前記スイッチ素子の導通又は非導通の制御を行わないことが好ましい。
【００１５】
前記制御部は、前記交流電源が停電であると判断したときは、前記交流電源の停電中に入力された操作情報を記憶しておき、前記交流電源が停電から回復したとき、記憶された前記操作情報に応じて、前記スイッチ素子の導通又は非導通の制御を行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成によれば、オフ電源動作検出部による検出情報及びオン電源動作検出部による検出情報に基づくスイッチ素子の状態と、外部から入力される操作情報が不一致の場合、スイッチ素子の異常と判断することができる。例えば、操作情報がスイッチ素子の非導通であるにも拘わらず、オン電源から直流電力が出力されているときは、スイッチ素子の開閉接点が乖離しておらず、負荷に大電流が流れていると判断することができる。逆の場合も同様である。また、オフ電源動作検出部及びオン電源動作検出部が、オフ電源部及びオン電源部のいずれも直流電力を出力していないことを検出した場合には、交流電源の停電と判断することができる。それによって、例えばＬＥＤなど表示素子により異常発生を表示したり、制御部からリセット信号などを出力したりすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る２線式負荷制御装置の基本構成を示すブロック図。
【図２】上記２線式負荷制御装置の具体的構成を示す回路図。
【図３】上記２線式負荷制御装置のスイッチ素子が衝撃などによって再導通した場合の各部の電圧などの波形図。
【図４】上記２線式負荷制御装置において、交流電源の停電とスイッチ素子の異常との区別を説明するための各部の電圧などの波形図。
【図５】上記２線式負荷制御装置において、交流電源の停電中に操作情報が入力された場合の各部の電圧などの波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一実施形態に係る２線式負荷制御装置について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る２線式負荷制御装置１の基本的なブロック構成を示し、図２は具体的な回路構成を示す。この２線式負荷制御装置１は、交流電源２及び負荷３にそれぞれ接続される２つの入力端子１１ａ，１１ｂと、２つの入力端子１１ａ，１１ｂの間に接続されたスイッチ素子１２及び電流変成器１３の直列回路を備えている。本実施形態においては、スイッチ素子１２は、ラッチ式リレーなどの機械的に駆動される接点を備えたスイッチ素子である。
【００２０】
スイッチ素子１２の開閉部の両端子１２ａ，１２ｂには、交流電源２から負荷３を介して流れる交流電流を用いて、スイッチ素子１２が非導通状態のときの直流電力を出力するオフ電源部１４が接続されている。より具体的には、スイッチ素子１２の開閉部の両端子１２ａ，１２ｂには、ダイオードブリッジなどで構成され、交流電源２から負荷３を介して流れる交流電流を直流電流（脈流）に変換する第１整流回路１５が並列に接続されている。第１整流回路１５には、例えば、電流を制限する抵抗と、電圧をクランプするツェナーダイオード（定電圧ダイオード）と、トランジスタなどで構成された定電圧回路（ブートストラップ回路）１６が接続されている。これら第１整流回路１５と、定電圧回路１６とでオフ電源部１４を構成する。図２に示す回路構成では、オフ電源部１４は、例えば駆動電圧が２４Vの高電圧系統と、駆動電圧が１２Vの低電圧系統の、２つの電圧系統を有している。
【００２１】
スイッチ素子１２が非導通であり、負荷３がオフ状態であっても、スイッチ素子１２の開閉部の両端子１２ａ，１２ｂには、第１整流回路１５が接続されているので、交流電源２、負荷３、第１整流回路１５の直列回路には微弱な電流が流れる。このときの電流は、負荷３が誤動作しない程度の微小電流であり、オフ電源部１４のインピーダンスが高くなるように設定されている。第１整流回路１５から全波整流された脈流が入力されると、ツェナーダイオードのツェナー電圧により、オフ電源部１４からの出力の電圧波形は略台形状となる。オフ電源部１４から出力される電流の一部はレギュレータによって降圧され、第１制御部２１に供給される。それと平行して、ＣＰＵ動作用の補助電源部（第１補助電源部）２３のバッファコンデンサを充電する。第１整流回路１５により全波整流された脈流の電圧がツェナー電圧よりも低いときは、補助電源部２３のバッファコンデンサが電源となって、レギュレータを介して第１制御部２１に電力を供給する。そのため、負荷３がオフ状態のとき、補助電源部２３のバッファコンデンサは充放電を繰り返す。同様に、オフ電源部１４から出力される電流の一部は、第２制御部２２に供給されると共に、それと平行して、接点開閉用の補助電源部（第２補助電源部）２４のバッファコンデンサを充電する。
【００２２】
オフ電源部１４の第１整流回路１５には、半波整流用のダイオード、抵抗、コンデンサ及びトランジスタなどで構成されたオフ電源動作検出部３０が接続されている。スイッチ素子１２の開閉接点が非導通のとき、すなわち、負荷３がオフ状態であり、オフ電源部１４から直流電力が出力されている状態では、ダイオードにより半波整流された直流電流（脈流）がオフ電源動作検出部３０に入力される。半波整流された直流電流の電圧変化に応じてトランジスタがオン／オフされ、オフ電源動作検出部３０からパルス信号が出力され、このパルス信号が第１制御部２１に入力される。第１制御部２１は、オフ電源動作検出部３０からのパルス信号が入力されていると、スイッチ素子１２の開閉接点が非導通であると判断することができる。一方、スイッチ素子１２の開閉接点が導通すると、オフ電源部１４の第１整流回路１５に印加される電圧が低下し、オフ電源部１４が動作しなくなる。また、オフ電源動作検出部３０に印加される電圧も低下し、オフ電源動作検出部３０からパルス信号が出力されなくなる。第１制御部２１は、オフ電源動作検出部３０からのパルス信号が入力されていないとき、スイッチ素子１２の開閉接点が導通していると推測することができる。
【００２３】
電流変成器１３の２次側には、電流変成器１３の２次側に流れる交流電流を用いて、スイッチ素子１２が導通状態のときの直流電力を出力するオン電源部１７が接続されている。より具体的には、ダイオードブリッジなどで構成され、交流電源２から負荷３を介して流れる交流電流を直流電流（脈流）に変換する第２整流回路１８が接続されている。第２整流回路１８には、コンデンサ及びツェナーダイオードなどで構成された定電圧回路１９が接続されている。オン電源部１７も、例えば駆動電圧が２４Vの高電圧系統と、駆動電圧が１２Vの低電圧系統の、２つの電圧系統を有している。オフ電源部１４の高電圧系統の出力端子とオン電源部１７の高電圧系統の出力端子は、それぞれ逆流防止用のダイオードを介して接続されている。同様に、オフ電源部１４の低電圧系統の出力端子とオン電源部１７の低電圧系統の出力端子は、それぞれ逆流防止用のダイオードを介して接続されている。
【００２４】
オン電源部１７の高電圧系統の出力端子には、抵抗及びコンデンサなどで構成されたオン電源動作検出部３１が接続されており、コンデンサの端子間電圧（閾値電圧よりもハイレベル又はローレベル）が第１制御部２１に入力される。スイッチ素子１２の開閉接点が非導通のときでも、オフ電源部１４の第１整流回路１５から電流変成器１３の１次側に電流が流れる。しかしながら、このときに流れる電流は負荷３を誤動作させない程度の微弱電流であり、電流変成器１３の２次側に流れる電流量はさらに少なく、ほとんど無視しうる程度である。従って、コンデンサの端子間電圧は閾値よりもローレベルであり、第１制御部２１は、スイッチ素子１２の開閉接点が非導通であると判断することができる。一方、スイッチ素子１２の開閉接点が導通すると、すなわち、負荷３がオンすると、負荷を駆動するために十分な電流が電流変成器１３の１次側に流れ、それに伴って電流変成器１３の２次側に流れる電流量も増加する。電流変成器１３の２次側に流れる電流は、第２整流回路１８によって全波整流され、オン電源部１７のコンデンサを充電する。そして、オン電源部１７の高電圧系統の出力端子の電圧が所定の電圧になり、オン電源動作検出部３１のコンデンサの端子間電圧は閾値電圧よりもハイレベルになる。それによって、第１制御部２１は、スイッチ素子１２の開閉接点が導通していると判断することができる。
【００２５】
制御部２０は、例えば壁面に設けられた操作ハンドルやリモコン装置などの入力部２５をユーザが操作したときに、その操作情報に応じてスイッチ素子１２の導通及び非導通を制御する。制御部２０は、例えばＣＰＵなどで構成され、低電圧（例えば３Ｖ）で駆動される第１制御部２１と、高電圧（例えば２４Ｖ）で駆動される第２制御部２２を備えている。第１制御部２１は、レギュレータを介して、オフ電源部１４及びオン電源部１７の低電圧系統の出力端子に接続されている。レギュレータは、低電圧系統の駆動電圧１２Ｖをさらに低電圧の例えば３Ｖ程度に降圧させるためのものである。第２制御部２２は、スイッチ素子１２を構成するラッチ式リレーの電磁石装置などを駆動するための大電力を出力する。
【００２６】
さらに、レギュレータを介して、オフ電源部１４及びオン電源部１７の低電圧系統の出力端子と第１制御部２１の間には、ＣＰＵ動作用の補助電源部２３が接続されている。また、オフ電源部１４及びオン電源部１７の高電圧系統の出力端子と第２制御部２２の間には、スイッチ素子１２の接点開閉用の補助電源部２４が接続されている。ＣＰＵ動作用の補助電源部２３及び接点開閉用の補助電源部２４は、いずれも、バッファコンデンサなどで構成されている。
【００２７】
次に、本実施形態に係る負荷制御装置１の基本動作について、図３を参照しつつ説明する。図３は、スイッチ素子１２を導通状態から非導通状態に切り替える際に、扉を閉めたときの衝撃などによって、スイッチ素子１２の開閉接点が再導通した場合の、各部の電圧などの波形を示す。
【００２８】
はじめに、スイッチ素子１２が導通であり、負荷３はオン状態である（例えば照明装置が点灯している）とする。負荷電流は、交流電源２、負荷３、スイッチ素子１２、電流変成器１３、交流電源２の順に流れる。このとき、電流変成器１３の２次側に流れる電流は比較的大きく、オン電源部１７の第２整流回路１８により整流され、オン電源部１７の高電圧系統の出力端子及び定電圧系統の出力端子からそれぞれ電圧の異なる２系統の直流電力が出力される。オン電源部１７の高電圧系統の出力端子には、オン電源動作検出部３１が接続されており、第１制御部２１は、オン電源動作検出部３１の出力電圧はハイレベルである。また、スイッチ素子１２の開閉接点に並列に接続されたオフ電源部１４の第１整流回路１５には電流が流れないので、オフ電源動作検出部３０には半波整流された脈流は流れず、オフ電源動作検出部３０からパルス信号は出力されない。それによって、第１制御部２１は、スイッチ素子１２の開閉接点が導通し、負荷３がオン状態であると判断する。さらに、第１制御部２１は、直前に入力された操作情報（負荷３をオンする）を記憶しており、この操作情報と、オフ電源動作検出部３０による検出情報及びオン電源動作検出部３１による検出情報に基づいて、スイッチ素子１２が正常であると判断する。
【００２９】
次に、入力部２５から負荷３をオフさせる操作情報が入力されると、第１制御部２１は、スイッチ素子１２を導通状態から非導通状態に切り替えるために、駆動信号を出力する。第２制御部２２は、この駆動信号を受けて、スイッチ素子１２の電磁石装置を駆動するための駆動電力を出力する。この駆動電力は、例えば補助電源部２４のバッファコンデンサを放電することによって供給される。それによって、スイッチ素子１２の開閉接点が導通状態から非導通状態に切り替えられ、オフ電源部１４の第１整流回路１５に電流が流れ始め、同時に、電流変成器１３の２次側にはほとんど電流が流れなくなる。オフ電源部１４の第１整流回路１５に電流が流れると、オフ電源動作検出部３０からパルス信号が出力される。また、電流変成器１３の２次側に電流が流れなくなると、オン電源動作検出部３１の出力電圧はハイレベルからローレベルに切り替わる。それによって、第１制御部２１は、スイッチ素子１２の開閉接点が非導通になり、負荷３がオフ状態になったと判断する。さらに、第１制御部２１は、操作情報（負荷３をオフさせる）と、オフ電源動作検出部３０による検出情報及びオン電源動作検出部３１による検出情報に基づいて、スイッチ素子１２が正常であると判断する。
【００３０】
その後、扉を閉めたときの衝撃などによってスイッチ素子１２の開閉接点が導通状態になったとする。そうすると、電流変成器１３の２次側に流れる電流が増加すると同時に、接点間電圧の低下が発生する。接点間電圧がある一定の値よりも低下すると、オフ電源部１４が動作しなくなり、また、オフ電源動作検出部３０からパルス信号が出力されなくなる。また、電流変成器１３の２次側に流れる電流が増加すると、オン電源動作検出部３１の出力電圧はローレベルからハイレベルに切り替わる。それによって、第１制御部２１は、スイッチ素子１２の開閉接点が導通し、負荷３がオン状態になったと判断する。さらに、第１制御部２１は、記憶している操作情報（負荷３をオフさせる）と、オフ電源動作検出部３０による検出情報及びオン電源動作検出部３１による検出情報に基づいて、スイッチ素子１２の異常を検出する。スイッチ素子１２の異常を検出すると、第１制御部２１は、異常検出情報を出力する。異常検出情報は、例えばＬＥＤの点滅などであってもよいし、音声による出力であってもよい。あるいは、異常検出情報は、ＬＥＤの点滅や音声による出力を行わずに、直接スイッチ素子の異常を修正するための駆動信号であってもよい。後者の場合、第１制御部２１は、スイッチ素子１２の異常を修正して負荷３をオフ状態にするために、駆動信号を再度出力する。第２制御部２２は、この駆動信号を受けて、スイッチ素子１２の電磁石装置を駆動するための駆動電力を出力する。それによって、負荷３がオフ状態にされる。
【００３１】
負荷３が照明装置である場合、ユーザは照明装置を消灯した後、その場から離れると考えられるので、消灯したはずの照明装置が再点灯していることに気付かない可能性が高い。従って、この２線式負荷制御装置１は、扉の付近の壁に設置されている照明装置用のスイッチとして使用する場合などに有効である。また、負荷３をオフ状態からオン状態に切り替える場合も同様である。もっとも、負荷３が照明装置である場合、一度点灯した照明装置がすぐに消灯するので、ユーザはスイッチ素子１２の接触不良に気付くと思われる。そのため、この２線式負荷制御装置１は、ユーザから直接見えない場所にある負荷を遠隔操作する場合などにも有効である。
【００３２】
また、スイッチ素子１２の異常により一度点灯した照明装置がすぐに消灯したと仮定すると、ユーザはすぐに入力部２５を再操作すると考えられる。スイッチ素子１２としてラッチ式リレーを用いた場合、スイッチ素子１２の開閉接点の導通／非導通を切り替えるために電磁石装置などを駆動しなければならず、大きな電力が必要である。そのため、最初の入力部２５の操作によって接点開閉用の補助電源部２４のバッファコンデンサの電荷が放電された後、再充電されるまでに入力部２５が再操作されると、補助電源部２４の出力電力が不十分であり、スイッチ素子１２の開閉接点の導通／非導通を確実に切り替えることができない可能性がある。そのため、入力部２５から操作情報が入力された後、補助電源部２４のバッファコンデンサを充電するのに必要な所定時間内に次の操作情報が入力されたときは、後の操作情報を記憶しておき、所定時間経過後にその操作情報に応じた駆動信号を出力してもよい。
【００３３】
次に、何らかの原因で交流電源２が停電した場合と、上記スイッチ素子１２の異常との区別について、図４を参照しつつ説明する。始めに、負荷３はオフ状態であり、その間に交流電源２が停電したとする。交流電源２が停電していない状態では、オフ電源動作検出部３０からパルス信号が出力され、オン電源動作検出部３１の出力電圧はローレベルのままである。この状態から交流電源２が停電すると、オフ電源部１４の第１整流回路１５には電流が流れなくなり、オフ電源動作検出部３０からパルス信号は出力されない。このように、オフ電源動作検出部３０からパルス信号とオン電源動作検出部３１の出力電圧の両方を常時モニタしておけば、交流電源２が停電した場合とスイッチ素子１２の異常を区別することができる。負荷３がオン状態のときに交流電源２が停電した場合も同様である。なお、ここで言う停電とは、図２における補助電源部２３のバッファコンデンサの電荷が完全に放電してしまわない程度の一時的な停電を言う。
【００３４】
ユーザによる入力部２５の操作と、交流電源２の停電がたまたま重複した場合について、図５を参照しつつ説明する。第１制御部２１は、オフ電源動作検出部３０からパルス信号とオン電源動作検出部３１の出力電圧の両方を常時モニタしており、交流電源２が停電しているか否か、及びスイッチ素子１２に異常が生じているか否かを判断しているものとする。上記のように、第１制御部２１は、入力部２５から操作情報が入力されると、その操作情報を記憶する。それと並行して、第１制御部２１は、交流電源２が停電しているか否かを判断し、交流電源２が停電しているときは、駆動信号を出力しない。そして、交流電源２が復旧し、所定時間経過した後、第１制御部２１は駆動信号を出力する。すなわち、交流電源２の停電中、接点開閉用の補助電源部２４にスイッチ素子１２の電磁石装置を駆動するのに十分な電荷が蓄えられている保証はない。従って、交流電源２の停電中に駆動信号を出力しても、スイッチ素子１２の開閉接点を非導通状態から導通状態に（又はその逆に）切り替えられない可能性がある。それに対して、交流電源２が復旧し、所定時間経過する間に、補助電源部２４にスイッチ素子１２の電磁石装置を駆動するのに十分な電荷が蓄えられている。このように、交流電源２が復旧し、所定時間経過した後に駆動信号を出力することにより、確実にスイッチ素子１２の開閉接点を非導通状態から導通状態に（又はその逆に）切り替えることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  ２線式負荷制御装置
２  交流電源
３  負荷
１１ａ，１１ｂ  入力端子
１２  スイッチ素子
１３  電流変成器
１４  オフ電源部
１５  第１整流回路
１６  定電圧回路
１７  オン電源部
１８  第２整流回路
１９  定電圧回路
２０  制御部
２１  第１制御部
２２  第２制御部
２３  ＣＰＵ動作用の補助電源部（第１補助電源部）
２４  接点開閉用の補助電源部（第２補助電源部）
３０  オフ電源動作検出部
３１  オン電源動作検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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