(57)【要約】【課題】本開示は、所定の電流遮断定格を有する機械式ロッカースイッチをシミュレーションするための電子スイッチに係る。【解決手段】電子スイッチ（ＥＰＳＷ）は、入力電圧により電子デバイス（ＳＤ）へ電力を供給するよう構成される。電子スイッチは、制御信号（Ｓ１）の生成のためのスイッチ（ＴＳ）と、制御信号に依存した出力状態を有する双安定回路（ＢＳＷ）と、所定の電流遮断定格以下の電流を消費する電子デバイスへ電力を供給する電源ライン（ＩＲ，ＯＲ）の開閉を行うよう構成されるスイッチング回路（ＰＳ）と、リザーバキャパシタ（ＣＭ）を有するメモリ回路（ＭＣ）とを有する。スイッチ（ＴＳ）は、スイッチング回路（ＰＳ）の開閉を制御するよう構成され、メモリ回路（ＭＣ）は、リザーバキャパシタに従う所定の存続期間（Ｔ１）に電子スイッチの開放された又は閉じられた機械的位置を記憶するよう構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧により電子デバイスへ電力を供給するよう構成される、機械式ロッカースイッチをシミュレーションするための電子スイッチであって、
制御信号の生成のためのマイクロスイッチと、
前記制御信号に依存した出力状態を有する双安定回路と、
半導体スイッチング素子を有し、前記電子デバイスへ電力を供給する電源ラインの開閉を行うよう構成されるスイッチング回路と、
リザーバキャパシタを有するメモリ回路と
を有し、
前記マイクロスイッチは、前記スイッチング回路の開閉を制御するよう構成される、
電子スイッチ。
【請求項２】
前記生成される信号は、電気パルスである、
請求項１に記載の電子スイッチ。
【請求項３】
前記半導体スイッチング素子は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴトランジスタである、
請求項１又は２に記載の電子スイッチ。
【請求項４】
前記メモリ回路は、前記リザーバキャパシタに従う所定の存続期間に前記電源ラインの開放及び閉成を記憶するよう構成される、
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の電子スイッチ。
【請求項５】
前記マイクロスイッチは、当該電子スイッチの電流遮断定格よりも小さい電流遮断定格を有する、
請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の電子スイッチ。
【請求項６】
前記マイクロスイッチは、１００ミリアンペアよりも小さい電流遮断定格を有する、
請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の電子スイッチ。
【請求項７】
当該電子スイッチは、前記入力電圧の消失の場合において前記所定の存続期間に前記電源ラインの開放又は閉成を自立的に記憶するよう構成される、
請求項４乃至６のうちいずれか一項に記載の電子スイッチ。
【請求項８】
当該電子スイッチは、前記記憶された開放及び閉成に従って、前記入力電圧の消失、次いで再発の間、前記双安定回路を制御するよう構成される、
請求項７に記載の電子スイッチ。
【請求項９】
当該電子スイッチは更に、前記電源ラインの開放を強制するよう構成される、
請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の電子スイッチ。
【請求項１０】
前記強制される開放は、
時間遅延回路と、
当該電子スイッチの外部の制御ユニットからの当該電子スイッチの制御を可能にする制御回路と
を含むグループに属する少なくとも１つの回路によって、実施される、
請求項９に記載の電子スイッチ。
【請求項１１】
当該電子スイッチは、前記マイクロスイッチによって生成される不要なパルスを除くことができるアンチバウンス回路を更に有する、
請求項１乃至１０のうちいずれか一項に記載の電子スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力スイッチの分野に係り、より具体的には、電子スイッチの分野に係る。
【背景技術】
【０００２】
“ＤＣパック”タイプの外部電源モジュールによって給電されるデバイスは、慣例上、ロッカースイッチ又はプッシュスイッチのような機械式スイッチを用いてオン又はオフを切り替えられる。そのような機械式スイッチは、ユーザによって再び操作されるまでは、それらが与えられている位置を保つ。機械式スイッチは、回路の開放時の電気アークの発生、接点への損傷、そして漸進的な破壊を回避するのに十分な遮断定格特性を提供するために、選択される。これにもかかわらず、機械式スイッチは、開閉の繰り返しの総計で一般的に定義される有限な動作寿命を有する。例えば、機械式ロッカースイッチは、その接点への有害な損傷の危険性が現れる前に、２万５千回の開閉の平均繰り返し数を有することができる。
【０００３】
代替案は、電流特性がほんの数十ミリアンペアである機械式スイッチを用いること、及び高負荷電流を流すことができる高遮断定格スイッチとして作動するＭＯＳＦＥＴ電力トランジスタのための制御回路においてこの部品を用いることにある。
【０００４】
そのような機械的な解決法は、機器の給電される項目を電源レールから切り離すこと、及び給電されるデバイスが“オフ”、すなわち、より正確には“電源オフ”モードに設定される場合に残留電流の不在を保証することの利点を有する。
【０００５】
それは、それにもかかわらず、欠点、すなわち：
・機械的な解決法の代価は、電子的な解決法の代価よりも実質的に高いこと、
・接点の漸進的且つ必然的な摩耗、
・リレー又は双安定リレーを使用しない限り、組み込みソフトウェアによりそれらのスイッチを制御することは不可能であり、この解決法は、例えば、オーディオビジュアルプログラム受信器−デコーダ又はネットワークゲートウェイのための電子デバイスに給電する場合において不適切に見えるという事実
を有する。
【０００６】
機械式ロッカースイッチ又は機械式プッシュスイッチの主な利点は、一旦“オン”又は“オフ”モードに位置付けられると、それらは再び操作されるまでその位置を保つので、その使用の容易さ及び位置メモリ効果である。
【０００７】
メモリ効果の実施のために、ＭＯＳＦＥＴへ及び不揮発性メモリを備えたマイクロコントローラを伴う制御ユニットへ結合されるタクトスイッチ（タクト・マイクロスイッチとも呼ばれる。）を有する解決法が存在する。この場合におけるマイクロコントローラは、電源回路の位置（“オン”又は“オフ”）を記録する。しかしながら、この解決法は、いずれの状態がメモリに記憶されるかを定義し、必要に応じてシステムを“オフ”モードに再設定するために、電源電流の予期せぬ消失の後に、システム全体を再起動することを必要とする。
【０００８】
この解決法は、メモリを読み出し且つマイクロスイッチの状態をモニタするために、マイクロコントローラのほぼ永続的な起動状態を必要とする。これは、スタンバイモードにある機器の電力消費に関する欧州指令１２７５／２００８で見られる最大値に対して無視不可能且つ不利益であるエネルギ消費を生じさせる。
【０００９】
加えて、機械的な解決法の場合において、完全なスイッチングオフの要求は、遠隔で（リモートコントロールを介して）又はプログラミングによって（タイマの経過又は所定のイベントの検出時に）行われ得ない。
【００１０】
それが招く追加費用に加えて、機械的なスイッチは、機器の項目の表面的な“フロントフェイス”に組み込むことがより困難に見える。ソフトウェアにより制御される解決法は、このような問題を解消するが、他方で、ソフトウェアの“クラッシュ”に関連した機能不全の場合にメインネットワークに対する切断及び再接続を必要とする。
【００１１】
上記の解決法は、全てが欠点を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本開示は、入力電圧により電子デバイスへ電力を供給するよう構成される、機械式ロッカースイッチをシミュレーションするための電子スイッチを提案することによって、先行技術を改善することを可能にする。
【００１３】
例えば、それは、機械式ロッカースイッチの所定の電流遮断定格以下である負荷電流を消費する電子デバイスへ電力を供給するよう構成される、前記機械式ロッカースイッチをシミュレーションするための電子スイッチであることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
特定の実施形態に従って、当該電子スイッチは、
制御信号の生成のためのマイクロスイッチと、
前記制御信号に依存した出力状態を有する双安定回路と、
半導体スイッチング素子を有し、前記電子デバイスへ電力を供給する電源ラインの開閉を行うよう構成されるスイッチング回路と、
リザーバキャパシタを有するメモリ回路と
を有し、
前記マイクロスイッチは、前記スイッチング回路の開閉を制御するよう構成される。
【００１５】
特定の実施形態に従って、前記生成される信号は、電気パルスである。例えば、前記マイクロスイッチは、電気パルスを生成するタクト・マイクロスイッチであることができる。
【００１６】
特定の実施形態に従って、前記半導体スイッチング素子は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴトランジスタである。
【００１７】
特定の実施形態に従って、当該電子スイッチは、
制御信号の生成のためのタクトスイッチと、
前記制御信号に依存した出力状態を有する双安定回路と、
ＰチャネルＭＯＳＦＥＴトランジスタを有し、所定の電流遮断定格以下である電流を消費するデバイスへ電力を供給する電源ラインの開閉を行うよう構成されるスイッチング回路と、
リザーバキャパシタを有するメモリ回路と
を有し、
前記タクトスイッチは、前記スイッチング回路の開閉を制御するよう構成される。
【００１８】
有利に、当該電子スイッチは、入力電圧の消失の場合において、シミュレーションされる機械式ロッカースイッチが行うであろうように、その“開放”又は“閉成”状態を保つことができる。
【００１９】
実施形態に従って、前記メモリ回路は、前記リザーバキャパシタの値に従う所定の存続期間に、当該電子スイッチの開放された又は閉じられた機械的位置を記憶するよう、従って、前記電源ラインの開放及び／又は閉成を記憶するよう構成される。
【００２０】
実施形態に従って、前記マイクロスイッチは、当該電子スイッチの電流遮断定格よりもずっと小さい電流遮断定格を有する。
【００２１】
特定の実施形態に従って、前記マイクロスイッチは、１００ミリアンペアよりも小さい電流遮断定格を有する。
【００２２】
実施形態に従って、機械式スイッチをシミュレーションする当該電子スイッチは、前記入力電圧の消失の場合において、前記所定の存続期間に、そのシミュレーションされるスイッチの機械的位置を、従って、前記電源ラインの開放又は閉成を自立的に記憶するよう構成される。
【００２３】
特定の実施形態に従って、当該電子スイッチは、前記記憶された開放及び閉成に従って、前記入力電圧の消失、次いで再発の間、前記双安定回路を制御するよう構成される。
【００２４】
特定の実施形態に従って、当該電子スイッチは更に、前記電源ラインの開放を強制するよう構成される。
【００２５】
特定の実施形態に従って、前記強制される開放は、
時間遅延回路と、
当該電子スイッチの外部の制御ユニットからの当該電子スイッチの制御を可能にする制御回路と
を含むグループに属する少なくとも１つの回路によって、実施される。
【００２６】
特定の実施形態に従って、当該電子スイッチは、前記マイクロスイッチによって生成される不要なパルスを除くことができるアンチバウンス回路を更に有する。
【発明の効果】
【００２７】
本願発明の実施形態によれば、入力電圧により電子デバイスへ電力を供給するよう構成される、機械式ロッカースイッチをシミュレーションするための電子スイッチを提案することによって、先行技術を改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本開示の特定の制限されない実施形態に従って、機械式ロッカースイッチをシミュレーションするための電子スイッチを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本開示は、添付の図面を参照して記載される以下の説明を読むことでより良く理解され、他の具体的な特徴及び利点が明らかになるであろう。
【００３０】
図１において、示されているモジュールは、物理的に区別可能なユニットに対応してもしなくてもよい機能ユニットである。例えば、それらのモジュール又はそれらのうちの幾つかは、単一コンポーネントにまとめられるか、あるいは、同じソフトウェアの複数の関数から構成される。これに反して、他の実施形態に従って、幾つかのモジュールは、別個の物理エンティティから成る。
【００３１】
図１は、本開示の特定の制限されない実施形態に従って、機械式ロッカースイッチをシミュレーションするための電子スイッチＥＰＳＷを示す。半導体スイッチング素子、例えば、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴトランジスタＱＰＳＷを有する電力スイッチ回路ＰＳは、入力レールＩＲと出力レールＯＲとの間に接続されているロッカースイッチとして動作し、入力コネクタＩＣに印加される入力電圧ＶＩＣによりデバイスＳＤ（電源レール上に置かされている、シミュレーションされるデバイス）へ電力を供給するロッカースイッチの遮断定格と等価な遮断定格ＰＣ１を有する。巧みに、電子スイッチＥＰＳＷを構成する種々の素子のアセンブリと、特に、メモリ回路ＭＣの存在とにより、電子スイッチＥＰＳＷは、メモリキャパシタＣＭの値に依存した存続期間Ｔ１の間に、シミュレーションされる機械式ロッカースイッチの位置に対応するその“開放”又は“閉成”位置をメモリに記憶するよう構成される。よって、入力電圧ＶＩＣが消失し、次いで再び現れる場合に、最大記憶期間Ｔ１を越える存続期間の間に入力電圧が消失しなかったという条件で、電子スイッチＥＰＳＷは、それが入力電圧の消失の前に“開放”位置にあったならば“開放”位置に設定され、それが入力電圧の消失の前に“閉成”位置にあったならば“閉成”位置に設定される。有利に、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴトランジスタＱＰＳＷの使用は、入力レールＩＲ及び出力レールＯＲの連結から構成される電源レール上で回路の開放及び閉成を可能にする。これは、給電されるデバイスＳＤが機器の他の項目を介してアースへ接続される場合に、アースへの遠隔接続による不定電位又はフローティングのラインを構成する危険性を回避することを可能にする。クラス１機器の項目は、アースへ接続される電源モジュールの接地を有し、これは、クラス２機器の項目に当てはまらない。アースへの電源の接地の接続は、特に、例えば、電子オーディオビジュアルプログラムケーブルネットワーク受信装置の場合に存在することができる。
【００３２】
電子スイッチは、パルススイッチ、例えば、遮断定格が極めて低い（最大数十ミリアンペア）タクトスイッチＴＳを有する。タクトスイッチＴＳと、抵抗Ｒ１へ結合されているキャパシタＣ１とは、トランジスタＱ１及び抵抗Ｒ２とともに、スイッチＥＰＳＷの入力インターフェースＩ−ＩＮＴを構成する。抵抗Ｒ１及びキャパシタＣ１から成るネットワーク、すなわち、回路ＲＣは、マイクロスイッチＴＳの接地へ接続されていない端子からの信号の良好な整形を保証するアンチバウンス・フィルタリングを可能にし、特に、発振、バウンス及び好ましくないスイッチング動作のような、マイクロスイッチによって生成される不要なパルスの除去に寄与する。キャパシタＣ２は、マイクロスイッチＴＳからの信号のアサーションに対して、トランジスタＱ２及びＱ３を中心に構築される双安定スイッチＢＳＷの制御における遅延を発生させる時間遅延回路を構成する。双安定スイッチＢＳＷは、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴトランジスタＱＰＳＷを中心に構築され且つ数アンペアの高い遮断定格を有する電力スイッチＰＷの制御を可能にする。電力スイッチＰＷのこのような制御は、電子スイッチの出力インターフェースＯ−ＩＮＴを構成するトランジスタＱ８の媒介を介して実施される。メモリキャパシタＣＭと、抵抗Ｒ７及びキャパシタＣ５から構成されるネットワークへ結合されているトランジスタＱ６とを中心として構築されるメモリ回路ＭＣは、ダイオードＤ１を介して取得される出力レールＯＲの状態を記憶することを可能にする。よって、キャパシタＣＭが放電される前に入力電圧ＶＩＣが消失して再び現れる場合に、双安定回路ＢＳＷの制御は、電圧ＶＩＣの消失の前の電子スイッチの状態に従って実施される。有利に、電子スイッチＥＰＳＷは、入力電圧の消失の場合においてさえキャパシタＣＭの放電に依存した存続期間の間その状態が保たれるので、機械式ロッカースイッチをシミュレーションする。ＭＯＳＦＥＴトランジスタの使用は、キャパシタの放電電流を制限する高い入力インピーダンスを有することを可能にする。有利に、使用されるコンポーネントのテクノロジーに従って、メモリ回路ＭＣは、不揮発性メモリに関連したマイクロコントローラの使用を必要とせずに、約二十日間、電子スイッチＥＰＳＷの“開放”又は“閉成”状態を記憶するよう構成される。
【００３３】
示されている特定の実施形態に従って、制御ラインＮ−Ｓ−ＯＦＦは、電子スイッチの外部にある制御ユニットの出力ポートから電子スイッチを制御することと、特に、電源ラインの開放を強制することとを可能にする。信号ラインＳ１は、制御ラインＮ−Ｓ−ＯＦＦとともに、必要に応じて制御ユニットの入力によって電子スイッチの動作の状態の読み出しを可能にし、それにより、システムは制御ユニットとインターフェース接続され得る。それはまた、電源ラインの開放又は閉成のためにスイッチの動作を制御ユニットに通知することを可能にする。そのような実施形態では、スイッチの手動操作の間、電源ラインの開放は遅延され得（例えば、キャパシタＣ２によって）、あるいは、制御ユニットからの確認を求めてよい。
【００３４】
本開示は、記載されている実施形態にのみ制限されず、スイッチを用いて制御され、且つ、電子スイッチが、給電されるデバイスの電源レールの開放及び閉成を実行する機械式ロッカースイッチをシミュレーションするように、入力電圧の消失の場合において所定の時間の間その開放又は閉成状態を記憶するよう構成されるスイッチとして動作するあらゆる回路又は電子デバイスにあてはまる。電子スイッチは、ユーザによる制御のために使用されるマイクロスイッチの遮断定格よりもずっと高い遮断定格を特徴とする。遮断定格の比の大きさの程度は、例えば、１００又は１０００倍である。
【符号の説明】
【００３５】
ＢＳＷ          双安定スイッチ
ＣＭ            メモリキャパシタ
ＥＰＳＷ        電子スイッチ
ＩＣ            入力コネクタ
Ｉ−ＩＮＴ      入力インターフェース
ＩＲ            入力レール
ＭＣ            メモリ回路
Ｎ−Ｓ−ＯＦＦ  制御ライン
Ｏ−ＩＮＴ      出力インターフェース
ＯＲ            出力レール
ＰＣ１          遮断定格
ＰＳ            電力スイッチ回路
ＱＰＳＷ        半導体スイッチング素子（ＰチャネルＭＯＳＦＥＴトランジスタ）
ＳＤ            デバイス
Ｓ１            信号ライン
ＴＳ            タクトスイッチ
ＶＩＣ          入力電圧
【図１】
2015156646.tif 000003
【外国語明細書】
2015156646000001.pdf