(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源に接続され、スイッチング素子としてトライアックを用いる配線器具のノイズ・フィルタ回路であって、アクロス・ザ・ライン・コンデンサと、該コンデンサに直列接続される互いに逆直列に接続した一対のツェナ・ダイオードからなる漏れ電流低減回路を備えたことを特徴とするノイズ・フィルタ回路。
【請求項２】
交流電源に接続され、スイッチング素子としてトライアックを用いる配線器具のノイズ・フィルタ回路であって、アクロス・ザ・ライン・コンデンサと、該コンデンサに直列接続される双方向サイリスタからなる漏れ電流低減回路を備えたことを特徴とするノイズ・フィルタ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ノイズ・フィルタ回路、特に、交流回路における漏れ電流を低減するノイズ・フィルタ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
配線器具の電子式スイッチ回路においては、無接点のスイッチング素子として、双方向サイリスタのトライアックが広く使われる。
しかし、双方向サイリスタのトライアックのように制御利得が高く、一度ゲートがトリガされるとゲート信号が消滅してもオン状態を保持することができるデバイスは、それ故にノイズに対して弱く、誤動作してしまうことが少なくなかった。
このノイズによるトライアックの誤動作には、ノイズが直接ゲートに飛び込んで誤導通をさせてしまうもの。或いは、誘導負荷やインバータなどによる急な立ち上がり電圧が発生するような場合に、その電圧上昇によってトライアックが誤導通してしまうものがある。
【０００３】
これらの誤動作防止回路としては、一般的に、ゲートに入ってきたノイズをバイバスさせるために、トライアックのＧ−Ｔ１間にコンデンサを接続する方法や、Ｔ２−Ｔ１間に発生する電圧上昇率ｄｖ／ｄｔを減少させる効果を有するＣＲによるスナバ回路を設けることが広く行われている。
また、ノーマル・モードやコモン・モード・ノイズに対しては、ライン・バイパス・コンデンサやコモン・モード・チョーク・トランスの使用も考えられる。
しかし、寸法が限定される配線器具にあっては、せいぜいノーマル・モードのノイズ対策としてのアクロス・ザ・ライン・コンデンサやサージ・アブソーバの使用程度に限定されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのスナバ回路やアクロス・ザ・ライン・コンデンサを設けたトライアック制御方式の配線器具で、ノイズ防止用のコンデンサを備えた安定器方式の蛍光灯照明器具をオン・オフする場合、この蛍光灯のコンデンサと配線器具のアクロス・ザ・ライン・コンデンサやスナバ回路のコンデンサとで電圧の分圧が生じ、トライアックのＴ２−Ｔ１間電圧がＡＣ１００Ｖ電圧の場合で約５０Ｖ程度まで下がる。すると、配線器具では、スイッチ動作のオフ状態を表示するために、Ｔ２−Ｔ１間にネオンランプＮＬ１を接続しているものにあっては、このネオンランプＮＬ１の放電開始電圧が大抵は７５Ｖ程度なので、分圧のため５０Ｖまで下がった電圧では、オフ状態を表示するネオンランプＮＬ１が点灯しないなどの問題があった（図４参照）。
合わせて、このアクロス・ザ・ライン・コンデンサやスナバ回路のコンデンサの漏れ電流で蛍光灯照明器具のグローランプが、うっすらと放電点灯するなどの問題があった。
このように、負荷との組合せが特定できない配線器具にあっては、アクロス・ザ・ライン・コンデンサやスナバ回路を設けることができなく、それ故にノイズに弱く、ノイズで負荷を誤動作させる欠点があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題および欠点を解消するためになされたものであって、アクロス・ザ・ライン・コンデンサやスナバ回路のコンデンサによる漏れ電流を低減し、ノイズに強い配線器具の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、交流電源に接続され、スイッチング素子としてトライアックを用いる配線器具のノイズ・フィルタ回路において、アクロス・ザ・ライン・コンデンサと、該コンデンサに直列接続される互いに逆直列に接続した一対のツェナ・ダイオード（または直列接続される双方向サイリスタ）からなる漏れ電流低減回路を備えたことを特徴とするノイズ・フィルタ回路を提供する。
この構成によれば、ノイズ・フィルタ回路のアクロス・ザ・ライン・コンデンサに、ツェナ・ダイオード（または双方向サイリスタ）からなる漏れ電流低減回路が備えられているため、通常の電源電圧下では、直列接続される互いに逆直列に接続した一対のツェナ・ダイオード（または直列接続される双方向サイリスタ）に電流が流れない。しかし、互いに逆直列に接続した一対のツェナ・ダイオードのツェナ電圧（または直列接続される双方向サイリスタのブレークダウン電圧）以上のノイズが加わるとツェナ・ダイオード（または双方向サイリスタ）が導通してアクロス・ザ・ライン・コンデンサが機能し、ノイズをバイパスしてしまう。したがって、通常時に、コンデンサの漏れ電流で、タイマ・スイッチのオフ表示のネオンランプが点灯したり、蛍光灯器具のグローランプの放電点灯することがなくなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明では、交流電源に接続されるノイズ・フィルタ回路において、アクロス・ザ・ライン・コンデンサと、該コンデンサに接続される双方向サイリスタからなる漏れ電流低減回路を備えたことを特徴とするノイズ・フィルタ回路を提供する。
この構成によれば、ノイズ・フィルタ回路に、アクロス・ザ・ライン・コンデンサと、双方向サイリスタからなる漏れ電流低減回路が備えられているため、ブレーク・オーバ電圧を適切に選ぶことにより、前記同様に通常の電源電圧下では、双方向サイリスタに電流が流れない。しかし、ブレーク・オーバ電圧以上のノイズが加わると、双方向サイリスタが導通してアクロス・ザ・ライン・コンデンサが機能し、ノイズをバイパスしてしまう。したがって、通常時に、コンデンサの漏れ電流で、タイマ・スイッチのオフ表示のネオンランプが点灯したり、蛍光灯器具のグローランプが放電点灯することがなくなる。
【０００８】
【実施例】
図１は、本発明に係るノイズ・フィルタ回路を備えたタイマ回路の一実施例のブロック図、図２は、図１の具体例のタイマ回路図、図３は、本発明に係るノイズ・フィルタ回路の他の具体例の回路図である。
本発明のノイズ・フィルタ回路を備えた一例のタイマ回路は、交流電源ＡＣ（１００Ｖ）に接続された負荷Ｌ（蛍光灯照明器具）と、これに接続されるタイマ・スイッチＴＳとを具備している。
【０００９】
夕イマ・スイッチＴＳは、交流電源ＡＣに直列に接続された漏れ電流低減回路ＡＲ及びスイッチ素子Ｓ１と、スイッチ素子Ｓ１に並列に接続された電源回路ＤＣと、スイッチ素子Ｓ２と、スイッチ素子Ｓ１と電源回路ＤＣとの間に接続されたトライアック駆動回路ＴＣと、電源回路ＤＣとスイッチ素子Ｓ２との間に接続された制御回路ＩＣ１と、ＯＮ，ＯＦＦをするスイッチＳＷ１で構成されている。
漏れ電流低減回路ＡＲは、アクロス・ザ・ライン・コンデンサＣ６とツェナ・ダイオードＺＤ３，ＺＤ４からなる。スイッチ素子Ｓ１は、トライアックＱ１からなる。電源回路ＤＣは、ブリッジ整流ダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ３からなる。
トライアック駆動回路ＴＣは、抵抗Ｒ２，Ｒ３とフォトトライアック・カプラＱ２，Ｑ４とコンデンサＣ５とツェナ・ダイオードＺＤ２とからなる。スイッチ素子Ｓ２は、フォトトライアック・カプラＱ３からなる。制御回路ＩＣ１は、ＩＣ回路から構成される。
なお、ＩＣ２は制御回路ＩＣ１に接続するバッファ・ゲートのＩＣ、Ｃ１〜Ｃ６はコンデンサ、Ｒ１〜Ｒ１４は抵抗、Ｌ１はコイルである。
【００１０】
前記ノイズ・フィルタ回路に負荷Ｌとして蛍光灯Ｆを接続し、タイマ制御する場合の例を、以下に説明する。
スイッチＳＷ１をオンさせると、電流は、負荷Ｌからブリッジ整流ダイオードＤ１、平滑コンデンサＣ３、スイッチＳＷ１と流れ、電源回路ＤＣに直流電圧が発生する。そして、電源電圧が電源回路ＤＣから制御回路ＩＣ１に供給され、抵抗Ｒ３を通してツェナ・ダイオードＺＤ２のツェナ電圧に達すると、フォトトライアック・カプラＱ２，Ｑ４に電流が流れる。
すると、抵抗Ｒ２、フォトトライアック・カプラＱ２，Ｑ４を通してスイッチ素子Ｓ１のトライアックＱ１にゲート電流が流れ、トライアックＱ１のＴ２−Ｔ１間をオンさせる。このとき、抵抗Ｒ２は、トライアックＱ１のゲート電流を流す電流制限抵抗であると共に、コンデンサＣ５とでトライアックＱ１のＴ２−Ｔ１間のスナバ回路を構成している。
【００１１】
同様に、逆の半波でも、ツェナ・ダイオードＺＤ２に電流が流れ、トライアックＱ１がオンすると、負荷Ｌの蛍光灯Ｆに電流が流れ、点灯を始める。この状態でノイズが電源に重畳してきても、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ５からなるスナバ回路で吸収してしまう。
次に、スイッチＳＷ１をオフすると、電源のグランドに接続されているスイッチＳＷ１は、制御回路ＩＣ１のタイマ動作を開始させるリセット端子に接続される。すると、制御回路ＩＣ１の出力端子は、ローレベルになり、ここに接続されているフォトトライアック・カプラＱ３のダイオード部に抵抗Ｒ４を通して電流が流れ、トライアック部をオンさせる。したがって、スイッチＳＷ１が回路電流をオフしたにもかかわらず、今度は、ブリッジ整流ダイオードＤ１、平滑コンデンサＣ３、フォトトライアック・カプラＱ３と電流が流れ、制御回路ＩＣ１に今まで通りに電源が供給される。
タイマ時間の設定は、制御回路ＩＣ１のコンデンサＣ１と抵抗Ｒ６との時定数で定まる周波数でパルスを発生させ、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ端子に接続されたディジタル・ロータリー・スイッチＳＷ２で選択された１０進数の設定カウント数に達すると、制御回路ＩＣ１の出力端子は、ハイレベルになる。
【００１２】
すると、フォトトライアック・カプラＱ３のダイオード部には、電流が流れなくなり、トライアック部もオフして電源回路ＤＣの電流は、絶たれる。同様に、電源の供給が絶たれたフォトトライアック・カプラＱ２，Ｑ４もオフするので、ゲート電流のなくなったトライアックＱ１がオフして、負荷Ｌの蛍光灯Ｆにも電流が流れなくなってタイマ・スイッチ動作は完了する。
この状態で、電源にノイズが重畳してきても、フォトトライアック・カプラＱ２とＱ４がオフしているので、スナバ回路は、機能しない。しかし、フォトトライアック・カプラＱ２をターンオンさせるほどのノイズになると、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ５のスナバ回路がターンオンしたフォトトライアック・カプラＱ２を通して構成されて、このノイズを吸収する。このスナバ回路が働くと、それ以上フォトトライアック・カプラＱ４やトライアックＱ１をターンオンすることができないので、負荷Ｌに電流を流して誤点灯させてしまうということもない。
【００１３】
一方、スイッチＳＷ１がオフ時には、フォトトライアック・カプラＱ２，Ｑ４もオフしているので、スナバ回路のコンデンサＣ５の接続が絶たれている。したがって、このコンデンサＣ５の漏れ電流でタイマ・スイッチのオフ表示のネオンランプが消灯したり、蛍光灯器具のグローランプが放電点灯することもない。
ノーマルモード・ノイズに対しては、アクロス・ザ・ライン・コンデンサＣ６が機能する。しかし、コンデンサＣ６には、ツェナ・ダイオードＺＤ３，ＺＤ４が直列に接続されている。もし、ツェナ・ダイオードＺＤ３，ＺＤ４が接続されてなくコンデンサＣ６だけであると、コンデンサＣ６の値にもよるが、約２００〜８００μＡの電流が流れる。ツェナー電圧１５０Ｖ程度のツェナ・ダイオードを直列に接続すると、通常の交流電源ＡＣ（１００Ｖ）では、ツェナ・ダイオードが導通しないので、コンデンサＣ６には、電流が流れない。厳密には、ダイオードにも、漏れ電流は流れるが、最大でも、１０μＡ程度であり、実質的には無視できる電流値である。したがって、通常時にコンデンサＣ６の漏れ電流で、タイマ・スイッチのオフ表示のネオンランプが消灯したり、蛍光灯Ｆのグローランプが放電点灯することもなくなる。
もし、この状態でノイズが入ってきても、ピーク・ツー・ピークで１５０Ｖ以内なら、コンデンサＣ６は、機能しないが、トライアックＱ１や他の回路に１５０Ｖを越えるノイズマージンを持たせていれば、誤動作などの問題はない。
そして、１５０Ｖ以上のノイズが加わると、ツェナ・ダイオードＺＤ３，ＺＤ４が導通してコンデンサＣ６が、アクロス・ザ・ライン・コンデンサとして機能し、ノイズをバイパスしてしまう。
【００１４】
上記ツェナ・ダイオードに代えて、双方向２端子サイリスタ、例えばＤＩＡＣなどでブレーク・オーバ電圧を適切に選べば、同様の効果を得ることができる。
また、この回路は、コンデンサの漏れ電流が問題となる装置、例えばノイズ・フィルタ回路などのライン・バイパス・コンデンサにも応用できる（図３参照）。その理由は、このコンデンサＣ２，Ｃ３の容量をあまり大きくしてしまうと、グランドへの漏れ電流が増加して感電の危険性がある。それ故に、一般的には、安全基準として、漏れ電流は、１ｍＡ以下に収めるようになっており、ここに使用できるコンデンサの容量は、２２００ｐＦが限界となっていた。
したがって、フィルタ効果を重視すると、大きなインダクタンスのコイルが必要になり、フィルタ回路が大型になるなどの問題があった。しかし、コンデンサとツェナ・ダイオードを直列に接続し、適切なツェナ電圧を選択することにより、大きなコンデンサ容量も使用することもできるので、インダクタンスＬ１が小型でもよくなり、フィルタ回路の小型化が可能となり、合わせてコンデンサの漏れ電流で感電の危険性もなくなる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アクロス・ザ・ライン・コンデンサは、直列に接続されたツェナ・ダイオードのツェナ電圧以上（この場合は、１５０Ｖ）のノイズは、導通して吸収してしまうが、通常のＡＣ電源電圧では導通しないので、漏れ電流による配線器具のオフを表示するネオンランプが点灯しなかったり、蛍光灯のグローランプがうっすらと放電点灯することもなくなった。
したがって、従来の配線器具にあっては、設けることができなかったアクロス・ザ・ライン・コンデンサが設けられるようになって、ノイズに強い製品を供給できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るノイズ・フィルタ回路を備えたタイマ回路の一実施例のブロック図。
【図２】図１の具体例の回路図。
【図３】本発明に係るノイズ・フィルタ回路の他の具体例の回路図。
【図４】蛍光灯照明器具を結線した従来のタイマ回路の回路図。
【符号の説明】
ＡＣ：交流電源
ＡＲ：漏れ電流低減回路
Ｃ６：アクロス・ザ・ライン・コンデンサ
ＺＤ３，ＺＤ４：ツェナ・ダイオード
【図１】
0004221623.tif 000002
【図２】
0004221623.tif 000003
【図３】
0004221623.tif 000004
【図４】
0004221623.tif 000005