電力使用を管理する方法であって、第1の所定期間中、デジタル信号プロセッサを有するIGBTFETベースの装置のホット出力ライン介して、割当てた電力の量を提供する工程と、前記第1所定期間中、前記デジタル信号プロセッサを用いて、前記ホット出力ラインを介して消費された電力を監視する工程と、を含んでおり、前記IGBT/FETベースの装置は、少なくとも1つのアナログ信号を有する所定量の入力エネルギーを前記IGBT/FETベースの装置に入力するように構成された少なくとも1つの相入力接続部と、前記少なくとも1つの位相入力接続部に接続されており、前記IGBT/FETベースの装置内の前記所定量の入力エネルギーを検出するように構成された少なくとも1つの磁束コンセントレータと、前記少なくとも1つの相入力接続部に電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログ信号の少なくとも1つのゼロボルトクロスポイントを検出するように構成された少なくとも1つの電圧ゼロクロスポイント検出器と、前記少なくとも1つの相入力接続部に電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログ信号の少なくとも1つの正の半サイクルと前記少なくとも1つのアナログ信号の少なくとも1つの負の半サイクルとを特定するために構成された少なくとも1つの半サイクル特定器と、前記少なくとも1つの電圧ゼロクロスポイント検出器と、前記少なくとも1つの半サイクル特定器とに電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログ信号の前記少なくとも1つの正の半サイクルと、前記少なくとも1つのアナログ信号の前記少なくとも1つの負の半サイクルとを前記デジタル信号プロセッサにルーティングするように構成された少なくとも1つの論理デバイスと、前記少なくとも1つの論理デバイスに電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログ信号を処理するように構成された前記デジタル信号プロセッサと、少なくとも1つのドライブコントローラを有しており、前記少なくとも1つのデジタル信号プロセッサに電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログデジタル信号にパルス幅変調をして、量が減少したエネルギーを生じることによって、前記所定量の入力電力を減少するように構成された電圧減少手段と、前記少なくとも1つの電圧減少手段と電気的に接続されており、前記IGBT/FETベースの装置の外へ前記減少したエネルギー量を出力するように構成された少なくとも1つの相出力接続部と、を備える方法。前記第1の所定期間中、監視された電力が前記割当てられた量の電力を超える場合、前記ホット出力ラインの電力をオフに切り換える工程を更に含む、請求項1に記載の方法。前記第1の所定期間は、予期された停電状態である、請求項2に記載の方法。前記第1の所定期間中、前記監視された電力が前記割当てられた量の電力を超える場合、前記デジタル信号プロセッサに第1信号を送る工程を更に含む、請求項1に記載の方法。前記第1信号は、可聴な音声である、請求項4に記載の方法。前記第1信号の後に、前記監視された電力が、所定の時間にて前記割当てられた量の電力を超える場合、前記第1信号の後、前記所定の時間にて、前記ホット出力ラインにおける電力をオフに切り替える工程、を更に含む請求項4に記載の方法。前記スイッチをオフに切り替える工程は、前記監視する工程の間に生じる、請求項6に記載の方法。前記スイッチをオフに切り替える工程の後、前記ホット出力ラインにて前記割当てられた量の電力をオンに切り替える、請求項6に記載の方法。前記オンに切り替える工程は、コマンドに応答して起こる、請求項8に記載の方法。前記コマンドは、コマンドスイッチの状態で変化する、請求項9に記載の方法。第2所定期間中、前記IGBT/FETベースの装置がAC入力線電圧を受け取る工程と、前記第2所定期間中、前記IGBT/FETベースの装置から、前記AC入力線電圧よりも小さいホット出力線の所定電圧を提供する工程と、前記第2所定期間中、前記AC入力線電圧を測定する工程と、を更に備える、請求項2に記載の方法。ホット入力線とホット出力線の間の二次巻線と、第1端で前記ホット入力線と、第2端で電気スイッチとに電気的に接続する一次巻線とを備えたトランスを提供する工程と、前記ホット入力線の前記AC入力線電圧を受け取る工程と、前記第2所定期間中、前記AC入力線電圧が前記所定電圧よりも大きい場合、前記一次巻線の第2端を前記ホット入力線に電気的に接続する第1状態になるように、マイクロプロセッサを用いて、前記電気スイッチを制御する工程と、を更に含む、請求項11に記載の方法。前記電気スイッチが前記第1状態の場合、前記トランスの一次巻線を短絡して、前記二次巻線の電流の無効成分を除去する工程を更に含む、請求項12に記載の方法。前記第2所定期間中、前記AC入力線電圧が前記所定電圧よりも小さい場合、前記第2端をニュートラルに電気接続する第2状態に、前記マイクロプロセッサを備えた前記電気スイッチを制御する工程と、前記トランスの二次電圧を前記AC入力線電圧に加えることによって、前記第2所定期間中、前記電気スイッチを用いて、前記トランスを介して前記トランスのホット出力ラインの電圧を前記所定電圧に増加する工程と、を更に備える請求項12に記載の方法。前記第1状態と前記第2状態の間の切替えの制御中、前記トランスのホット出力ラインの電圧の中断はない、請求項14に記載の方法。前記スイッチは、IGBTデバイスと電気的に接続するダイオードブリッジ回路を含む、請求項14に記載の方法。電力使用の管理のシステムであって、送電線網と、トランスと、マイクロプロセッサと、電源と、電気スイッチと、IGBT/FETベースの装置と、を備えており、前記送電線網は、前記トランスのホット入力線と電気的に接続し、前記トランスは、前記ホット入力線とホット出力線の間に二次巻線を有し、前記トランスは、第1端で前記ホット入力線と、第2端で前記電気スイッチとに電気的に接続する一次巻線を有し、前記電気スイッチは、前記一次巻線を短絡する第1状態と、一次入力電圧にトランス第2電圧を加える第2状態を有し、前記マイクロプロセッサは、前記ホット入力線と前記電気スイッチとに電気的に接続されており、前記電源は、前記電気スイッチと電気的に接続されており、前記電気スイッチに電力を提供するように構成されており、前記IGBT/FETベースの装置は、前記IGBT/FETベースの装置に電気的に接続されており、前記IGBT/FETベースの装置に電力供給するための少なくとも1つの電力供給部と、前記送電網から前記IGBT/FETベースの装置に、少なくとも1つのアナログ信号を有する所定量の入力エネルギーを入力するように構成された少なくとも1つの相入力接続部と、前記少なくとも1つの相入力接続部に接続され、前記IGBT/FETベースの装置に入る前記所定量の入力電力を検出するように構成された少なくとも1つの電流トランスと、前記少なくとも1つの電流トランスに存在する前記エネルギーの前記少なくとも1つのアナログ信号を調節するように構成された少なくとも1つのアナログ信号調節装置と、前記少なくとも1つの相入力接続部と電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログ信号の前記少なくとも1つのゼロボルトクロスポイントを決定するように構成された少なくとも1つの電圧ゼロクロスポイント検出器と、前記少なくとも1つの相入力接続部と電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログ信号の少なくとも1つの正の半サイクルと、前記少なくとも1つのアナログ信号の少なくとも1つの負の半サイクルとを特定するように構成された少なくとも1つの半サイクル特定器と、前記少なくとも1つの電圧ゼロクロスポイント検出器と前記少なくとも1つの半サイクル特定器とに電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログ信号の前記少なくとも1つの正の半サイクルと、前記少なくとも1つのアナログ信号の前記少なくとも1つの負の半サイクルとを、前記少なくとも1つのアナログ信号を処理するように構成された前記少なくとも1つのデジタル信号プロセッサにルーティングするように構成された少なくとも1つの論理デバイスと、前記少なくとも1つの論理デバイスと電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログ信号を処理するように構成された少なくとも1つのデジタル信号プロセッサと、少なくとも1つの駆動制御を有する少なくとも1つの電圧減少手段であって、前記少なくとも1つのデジタル信号プロセッサと電気的に接続されており、前記少なくとも1つのアナログ信号にパルス幅調整をすることによって、前記所定量の入力エネルギーを減少して、量が減少した電力を生成するように構成された電圧減少手段と、前記少なくとも1つの電圧減少手段と電気的に接続されており、前記IGBT/FETベースの装置の外に、前記減少した量の電力を出力するように構成されている少なくとも1つの相出力接続部と、前記電気信号プロセッサと電気的に接続されており、信号を提供するように構成された信号モジュールと、を備えるシステム。電力使用を管理する方法であって、第1所定期間中、IGBT/FETベースの装置でAC入力線電圧を受け取る工程と、前記第1所定期間中、前記IGBT/FETベースの装置から、前記AC入力線電圧よりも小さいホット出力線の所定の電圧を提供する工程と、前記第1所定期間中、前記AC入力線電圧を測定する工程と、前記第1所定期間中、前記AC入力線電圧が前記所定電圧よりも大きい場合、トランスの一次巻線側のスイッチを、マイクロプロセッサで第1状態に制御する工程と、前記スイッチが、前記第1状態にある場合、前記一次巻線側を短絡することによって、前記トランスの二次巻線の電流の無効成分を取り除く工程と、前記第1所定期間中、前記AC入力線電圧が前記所定の電圧よりも小さい場合、前記マイクロプロセッサを用いて、前記スイッチを第2状態に制御する工程と、前記第1所定期間中、前記第2状態の前記スイッチを用いて、前記トランスの二次巻線側からの電圧出力を、前記所定電圧に増加する工程と、を含んでおり、前記IGBT/FETベースの装置は、前記IGBT/FETベースの装置に所定量の入力電力を入力するための手段と、前記IGBT/FETベースの装置の前記所定量の入力電力を検出する手段と、前記エネルギーの少なくとも1つのアナログ信号を設定する手段と、前記少なくとも1つの設定されたアナログ信号の少なくとも1つのゼロボルトクロスポイントを決定する手段と、前記少なくとも1つの設定されたアナログ信号の少なくとも1つの正の半サイクルと少なくとも1つの負の半サイクルとを特定する手段と、前記少なくとも1つのアナログ信号の前記少なくとも1つの正の半サイクルと、前記少なくとも1つのアナログ信号の前記少なくとも1つの負の半サイクルとを、前記少なくとも1つのデジタル信号プロセッサにルーティングする手段と、前記少なくとも1つの設定されたアナログ信号を処理する手段と、前記所定量のエネルギーの前記少なくとも1つの設定されたアナログ信号を減少して、減少した量のエネルギーを生じさせる手段と、前記IGBT/FETベースの装置の外に、前記減少したエネルギーを出力する手段と、を含む方法。前記IGBT/FETベースの装置のホット出力線を介して、第2所定期間中、割当てられた量の電力を提供する工程と、前記第2所定期間中、前記ホット出力線を介して消費された電力を監視する工程と、前記第2所定期間中、前記監視された電力が、前記割当てられた量の電力を超える場合、前記ホット出力線への電力をオフに切り替える工程と、を更に含む、請求項18に記載の方法。前記第2所定期間は、予期された停電状態の期間であり、前記スイッチの第2状態は、電圧低下状態のために構成されている、請求項19に記載の方法。図1を参照すると、三相電気システムに使用されるエネルギー節約装置及びシステムのブロック図が示されている。エネルギー節約装置及びシステムは、入力されたエネルギー量を低減するための種々の部品及び手段を含んでおり、低減されたエネルギーが電気で駆動される装置の性能に及ぼす影響は、実質的にゼロ又は最小限である。所定値の入力エネルギーは、少なくとも1つのアナログ信号を含んでおり、望ましくは少なくとも1つの相入力接続部である入力手段を介して、装置及びシステムに入力される。ニュートラルラインも装置及びシステムに配備されている。図1に示すように、システム及び装置は、A-B-C相とニュートラルとを有する三相電子システムに利用され、ニュートラルは、基準点として、及び、遅れ力率負荷で電流が遮断されたときに生成される、クランプされた逆EMFのシンクとして用いられる。しかしながら、エネルギー節約システムは、単相及び/又は二相にも同様に用いることができ、構造上の違いは、相入力接続部の量だけであるのみをニュートラル接続部に加えて利用し、二相システムでは、2つの相入力接続部をニュートラル接続部に加えて利用すればよい。少なくとも1つの相入力接続部は、少なくとも1つの検出手段に接続されており、検出手段は、望ましくは、所定量の入力エネルギーを検出する少なくとも1つの磁束コンセントレータである。全ての実施例について、少なくとも1つの電流トランスが、少なくとも1つの磁束コンセントレータの代わりに用いられることも考えられる。磁束コンセントレータは、入力エネルギーの電流とガルバニック絶縁されており、望ましくは少なくとも1つの論理デバイスであるルーティング手段へ、あらゆる過電流状態を知らせる。過電流状態があれば、過電流状態は、論理デバイスと、望ましくはデジタル信号プロセッサであるプロセッシング手段とに、同時に知らされて、デジタル信号プロセッサは、装置及びシステムを直ちにシャットダウンする。この電気ブレーカ動作は、装置及びシステム自体だけでなく、短絡や過負荷が生じた場合に、装置及びシステムと共に用いられる端末設備を保護するためのものである。故に、論理デバイスとデジタル信号プロセッサの反応時間が望ましくは5μ秒であるので、ソフトウェア/ファームウェアの欠陥、及び/又は、電力ラインの欠陥或いはサージが発生した場合、論理デバイスは、電力制御デバイスをリアルタイムで保護できる。論理デバイスは、IGBT/FET半サイクル制御トランジスタに印加される駆動信号と、IGBT/FETシャント制御トランジスタに印加される信号とを調停する。このため、IGBTFET半サイクル制御トランジスタと、IGBTFETシャント制御トランジスタが、オン状態で同時に駆動されて、電力制御及び/又はシャント要素の故障を招くことが防止される。デジタル信号プロセッサは、望ましくは、少なくとも1つのA/D変換器を含む。相入力接続部からデジタル信号プロセッサに相電流のアナログ値を知らせる前に、磁束コンセントレータ又は電流トランスは、まず、入力エネルギーを、少なくとも1つの信号調節手段を通して送信する。信号調節手段は、望ましくは少なくとも1つのアナログ信号調節デバイスである。信号が調節された後、下記の方法により、調節された信号は、望ましくは少なくとも1つの電圧ゼロクロスポイント検出器である電圧ゼロクロスポイント決定手段に送られる。電圧ゼロクロスポイント決定手段は、一般的にゼロクロスポイントと称される、ニュートラルに対してAC電圧がゼロボルトを通るポイントを検出する。ゼロクロスポイントが検出された後、三相電気システムが用いられる場合、調節された信号は、望ましくは少なくとも1つの損失フェーズで検出デバイスである少なくとも1つの損失検出手段と、望ましくは少なくとも1つの相回転デバイスである少なくとも1つの相回転決定回転手段とに入力されて、好ましくは少なくとも1つの半サイクル識別部である少なくとも1つの半サイクル識別手段に、そして、論理デバイス及びデジタル信号プロセッサに入力するのに適した信号が準備される。半サイクル識別部の詳細については後述する。電力制御は、所定量のエネルギーを低減するためにデジタル信号プロセッサと電気的に接続された少なくとも1つの電圧低減手段を介して実行される。電圧低減手段は、望ましくは少なくとも1つのIBGT/FET駆動制御部を含む。なお、処理された信号が電圧低減手段へ入力される前に、その信号が、少なくとも1つのアナログ信号調節デバイスを通して再調節されて、スプリアス信号や過渡信号を取り除いて信号をクリーンにしてもよい。電圧低減手段のIGBTFET駆動制御部の制御を行うコマンド信号は、デジタル信号プロセッサにより決定されて、論理デバイスによって緩和される。低減されたエネルギーは、次に、少なくとも1つの磁束コンセントレータへ入力されて、望ましくは少なくとも1つの相出力制御部である少なくとも1つの出力手段へ入力されて、電気的に動作する装置で消費されるのに出力される。システム及び装置は、望ましくはデジタル信号プロセッサに電気的に接続される電力供給ユニットである電力手段を介して給電される。リセット手段は、望ましくはリセットスイッチであって、望む場合に、ユーザが装置及びシステムをリセットするために配備することが望ましい。さらに、発光ダイオードのような表示手段をリセットスイッチと電気的に接続して、装置及びシステムをリセットする必要がある場合に、ユーザに警報してもよい。装置及びシステムは、さらに、少なくとも1つのデジタル電力量計と、USB通信インターフェイスのような通信手段とを随意選択的に含んでよく、有線又は無線送信により、少なくとも1つのUSBポート及び少なくとも1つのウィンドウインターフェイスを有する演算デバイスとインターフェイスできる。USB通信インターフェイスにより、ユーザは、自身の演算デバイスを介して、装置及びシステムを監視、表示及び/又は設定できる。しかしながら、USB通信インターフェイスを含めることは、装置及びシステムを実施するために必須ではない。さらに、リアルタイムクロックをエネルギー節約装置及びシステムに接続されるデジタル信号プロセッサ又はその他の装置に組み入れてもよい。ユーザは、エネルギー節約装置及びシステムを使用する動作方法を決定でき、例えば、ユーザは、自身が、演算デバイスに所望のRMS値を入力する、所望の電圧割合を入力する、又は、所望の節約低減率を入力することによって、どのようにエネルギーを節約するかを選択できる。例えば、ユーザが、入力電圧を一定割合で低減することを選んだ場合、エネルギー節約装置及びシステムは、その電圧割合を許容して、自動的に電圧を低くして、最大限許容される低電圧閾値を確立することで、最大限認められる高調波成分と一致させる。低電圧閾値によって、より低い、即ち電圧低下状態では、システム及び装置が、利用できる電圧を特定された低減率で低減しようとする試みを続けない。図2は、検出手段を示す斜視図である。検出手段は、少なくとも1つの磁束コンセントレータか又は少なくとも1つの電流トランスであって、本発明の装置及びシステムのアクティブな回路へ接続されると、AC電流をガルバニックに測定する。ハウジングは、望ましくはプラスチック製であり、ハウジング上半体と、ハウジング下半体と、2つの半体を接続するヒンジとを含んでおり、ハウジング上半体の底面に装着された磁束コンセントレータチップを有する回路基板を搭載している。各半体は少なくとも1つの切欠き部を有しており、半体を一体にしたときに、少なくとも1つの開口が形成されて、導体が延出できるようになっている。ハウジングを利用することで、磁束コンセントレータチップと導体のコア中心の距離が正確に規定される。磁束コンセントレータチップのウィンドウ検出器は、負又は正の半サイクルで、電流が正常範囲外となるときを正確に検出する。さらに、磁束コンセントレータは、オープンコレクタシュミットバッファを用いて、複数のコンセントレータが、アナログ信号調節デバイスと論理デバイスの両方に接続されることを許容する。ハウジングは、望ましくはケーブルである導体を留め押さえて、導体をハウジングにしっかりと保持する。ハウジング上半体は、様々な線番に応じて、様々なサイズに形成されてよい。種々のサイズの開口を複数形成して、種々の幅の導体に応じて半体を留めることもできる。磁束コンセントレータは、入力エネルギーをガルバニック絶縁し、正確な電流測定を行い、ハウジングに位置する複数のケーブル通路を通る電流の如何なる範囲にも適応し、高電圧のガルバニック絶縁をもたらし、高調波歪みがゼロであって、優れた線形性を有する。さらに、電流測定範囲は、機械的な手段で決定されるので、プリント回路基板には、変更の必要がない。次の等式により、おおよその感度が決定できる。VOUT=006I/ここで、Iは、導体の電流であり、Dは、磁束コンセントレータチップの上面から導体の中心までの距離である。測定対象に電気的な接続がないため、完全なガルバニック絶縁が達成される。さらに、電気的接続がなく、シャントやトランスを用いないため、挿入損失がゼロであり、熱の放散がなく、エネルギー損失もない。図3は、検出手段の回路図である。磁束コンセントレータは、交流電流が導体を流れるときに生じる磁束を測定する。Over_Currentは、ウィンドウコンパレータを構成するコンパレータにより達成される。抵抗器によってセットされた閾値が、磁束コンセントレータの出力を越えると、Current_Hi信号が生じてよく、コンパレータのオープンコレクタ出力はローになって、論理デバイスに向かい、マイクロプロセッサのノンマスカブル入力が装置及びシステムをシャットダウンさせる。接地ループの問題を避けるために、磁束コンセントレータは、磁束コンセントレータの作動電圧を3~5VDCに調節する集積回路を含むことが望ましい。図4は、信号調節手段の回路図を示している。信号調節手段は、望ましくは、少なくとも1つのアナログ信号調節デバイスであり、50/60Hzのサイン波アナログ信号をきれいにし又は調節し、半サイクル識別手段に送信される前に、すべてのスプリアス信号や過渡信号を除去する。サイン波にノイズ又は十分な振幅の歪みがあれば、このことにより、ある状況下で、正しくないゼロクロス検出が生じる。従って、このようなアナログ信号調節デバイスを含めることは重要である。サイン波信号を適切に調節するために、オペアンプが用いられる。オペアンプは、アクティブで二次のローパスフィルタとして構成されて、存在し得る高調波、過渡信号や妨害信号を除去又は低減する。しかしながら、そのようなフィルタを用いると群遅延が生じる。群遅延は、そのうちに、入力ACサイン波の実際のゼロクロスポイントから、フィルタされた信号のゼロクロスをオフセットする。遅延を解消するために、オペアンプが設けられて、必要とされるようにゼロクロスポイントを正確に間に合うように補正するために必要な位相変化を可能とする。オペアンプの出力は、十分に調節された50/60Hzのサイン波信号であり、二乗平均平方根値測定のためのデジタル信号プロセッサのA/Dコンバータに接続される。この信号は、正及び負の半サイクルの両方を測定するために必要な電源レールの丁度半分である。A/Dコンバータは、前記測定を行えるように公知の2の補数計算を行い、中心又は分割のレール電圧に関して正負の両方で外れるようにAC信号に要求する。信号はまた、半サイクル識別手段に入力される。図5及び図6は、電圧ゼロクロスポイント決定手段のオシログラム及び回路図を夫々示している。電圧ゼロクロスポイント決定手段は、望ましくは少なくとも1つの電圧ゼロクロスポイント検出器であり、ゼロクロスポイントを正確に決定する。オペアンプは、電源レールの半分を用いて正確に半分にされた電源電圧で参照するコンパレータとして構成される。コンパレータは、非常に高いゲインで動作し、結果として、分割レール電圧の数ミリボルト内でスイッチングする。ゼロクロス信号の追加調節は、さらに、シュミットバッファにより行える。更なる信号処理の後、サイン波の実際の電圧ゼロクロスポイントの数ミリボルト以内で非常に正確な矩形波が生成される。図7は、損失検出手段と相回転決定及び回転手段の回路図である。損失検出手段は、望ましくは少なくとも1つの損失フェーズ検出デバイスであり、相回転決定及び回転手段は、望ましくは少なくとも1つの相回転デバイスであり、これらは協動し、三相電気システムを利用する場合、論理デバイスとデジタル信号プロセッサへ送信される信号を適切に生じる。損失フェーズ検出デバイス回路は、コンパレータとして構成されるオペアンプを含んでおり、夫々、レジスタに必要な作動電圧を達成するために必須の直列の2つの05メガオームの抵抗器のような値の高い直列抵抗と、逆並列接続された2つのダイオードとを利用している。ダイオードは、ダイオードのほぼ順電圧降下にて、入力サイン波の電圧ゼロクロスポイントのほぼ中心にあり、それは、コンパレータへ印加されて、論理デバイス及びデジタル信号プロセッサへ送信する適切な信号へと調節されることで、システムは、如何なる信号もない状態でシャットダウンされる。三相電気システムでは、相回転は、A-B-C又はA-C-Bの何れかである。デジタル信号プロセッサが適切に機能できるために、相回転がまず確認される必要がある。コンパレータは、電圧ゼロクロスポイントを検出するために用いられ、デジタル信号プロセッサへそのポイントを知らせる。デジタル信号プロセッサはその後、タイミングロジックを通じて回転のタイミングを作る。オペアンプは夫々、何れの場合にも直列抵抗と接続された逆並列のダイオードの対によりもたらされる入力信号により、単純なコンパレータとして作動する。図8と、図9及び図10とは、半サイクル識別手段の回路図と、オシログラムとを夫々示している。半サイクル識別手段は、望ましくは、少なくとも1つの半サイクル識別部であり、半サイクルのアナログ信号の正負を識別することで、論理デバイス及びデジタル信号プロセッサへ追加データを提供する。これは、IGBT/FET半サイクル制御トランジスタとIGBT/FETシャント制御トランジスタが同時にオンとなって、入力電力に渡って短絡回路が発生するような状況を避けるために非常に重要である。オペアンプは、ウィンドウコンパレータとして構成されており、少なくとも1つの抵抗器により決定された別々のスイッチング閾値を有している。図9に示すように、3つの信号、即ち、絶対ゼロクロス信号と、2つの一致する信号があり、一致する信号の一方は、正の半サイクルを有し、一致する信号の他方は、1の入力サイン波の負の半サイクルを有する。設計に際し、ウィンドウは、必要に応じて、デッドバンドを具えるように調整することも許容される。図11A、図11B、図11C、図11D及び図11Eは、ルーティング手段の回路図を示している。ルーティング手段は、望ましくは、少なくとも1つの論理デバイスであり、デジタル信号プロセッサの外部でリアルタイムに作動して、IGBT/FET半サイクル制御トランジスタとIGBT/FETシャント制御トランジスタのオンタイムを調整する。論理デバイスは、ルーティング機能を行って、全ての信号が入力サイン波の同時要求及び極性に適合していることを保証し、デジタル信号プロセッサの状態、ノイズ、干渉やトランジェントの存在に拘わらず、パルス幅変調機能を行なって、エネルギー節約装置及びシステムの安全作動を保証する。図11Cに示すアイソレータ回路は、論理デバイスのプログラミングを可能とする。図11Dに示す論理デバイスの抵抗器サポートの回路は、論理デバイスの作動に必要である。図11Eに示すように、論理デバイスコネクタの回路は、論理デバイスの状態をアクティブ又は非アクティブとすることができる。抵抗負荷を処理することは、特に、誘導無効負荷のような無効負荷を処理するよりも要求がはるかに少ない。現在、パルス幅変調は、パルス搬送波の変調として定義されており、変調波の瞬間サンプル値は、パルスのリーディング、トレイリング又は両エッジを変化させることで、パルス間隔変調として知られる比例間隔の幅のパルスを作る。しかしながら、本発明及び出願の目的としては、PWMをパルス搬送の変調として定義し、少なくとも1つのスライスが変調波曲線下の領域から除去される。PWMを入力電力に直接適用する場合、電力が除去されると、誘導成分が応答して、電流を維持しようとし、電流が放電経路を見出すまで自己生成電圧を上昇させる。この状況は、シャント回路がなければ、半サイクル制御トランジスタを破壊することとなる。それ故、論理デバイスは、スーパーバイザであり、過電流状態やフェーズ損失がある場合に、デジタル信号プロセッサがハングアップするような適切なアクションを取る。これらの如何なる状況でも、論理デバイスは、直ちに応答し、リアルタイムで、接続された半サイクル制御トランジスタ、シャントデバイス及び機器をセーフガードする。さらに、論理デバイスは、IGBT/FET半サイクル制御トランジスタ及びIGBT/FETシャント制御トランジスタの複雑な駆動要求をある程度緩和して、このタスクに対するデジタル信号プロセッサをアンロードする。論理デバイスは、この機能を制御するので、リアルタイムで実行でき、このため、駆動要求のタイミング制御は、デジタル信号プロセッサにより行われるよりも、はるかに厳しい制限によることができる。リアルタイムで応答する能力は、本発明のエネルギー節約装置及びシステムの安全で信頼性の高い作動に重要である。図12A、図12B、図12C、図12D、図12E、図12F及び図12Gは、電圧低減手段のオシログラム及び回路図を示している。電圧低減手段は、望ましくは少なくとも1つのIGBT/FET駆動制御部であり、エネルギー節約装置及びシステムに入力されたエネルギー量である入力サイン波のアナログ信号を、エネルギーを低減し、少なくとも1つのスライスを、電圧制御に関連する先の付随高調波なしで変調サイン波の曲線下の領域から除去するパルス幅変調によって、低減する。この技術は、図12Aに示すように、IGBT/FETデバイスの固有特性と協動作用し、トリガポイントのオン及びオフを制御可能とする。ポテンシャルエネルギーは全て、各半サイクルに、又は、完全半サイクルの場合に含まれており、曲線下で最も大きな領域を有している。各半サイクルが、マークスペース比90で変調されると、曲線下の領域は10低減され、結果として、エネルギーは、図12Aに見られるように、比例して低減される。入力サイン波の原形が維持されて、高い、例えば、10KHz台で変調が行われれば、巻回部品の大きさを小さくすることで、出力のフィルタリングを実用的なものとして提案できる。二乗平均平方根の値は、ある量又はある同期量の二乗の時間平均の平方根であり、平均が完全な1サイクルを越えて取得され、有効値として参照されて、RMSが正確に測定されると、全体的な効果が実現され、出力電圧が、用いられるマークススペース比と同じような割合で低減していることがわかる。低減電圧は、低減電流をもたらし、エンドユーザの消費する電力を低減することとなる。IGBT及びFETデバイスは、本来ユニポーラなので、AC制御の場合、各半サイクルを制御するために、少なくとも1つのIGBT/FET駆動制御部を具備する必要がある。さらに、逆バイアスを回避するために、ステアリングダイオードが、各半サイクルをルーティングするために適当なデバイスに用いられる。加えて、多くのIGBT及びFETデバイスは、主要な素子をシャントするパラシティックダイオードを有しており、2つのIGBT又はFETデバイスを逆並列接続すると、逆並列接続された2つのパラシティックダイオードを有することとなり、制御素子として作動しない配列となる。ダイオードは、正の半サイクルトランジスタと負の半サイクル制御トランジスタに渡って接続され、順抵抗負荷又は電流リーディング応答負荷に対し、理想的に作動する。しかしながら、変調が起こった場合のように、誘導応答素子の電流が突然除去されて、電流遅れ力率で負荷を駆動する場合、崩壊磁場が、電子フライホイールと同様に、電流の流れを維持するよう試みて、EMFを生じ、エネルギーを解放できる放電経路が見つかるまで、電圧を上昇させる。この配置では、この逆EMFは、半サイクル制御素子のアクティブな素子を機能しなくするであろう。このようなことが起こらないように、追加のIGBT/FETシャント制御トランジスタが、シャント構成に配置される。正の半サイクルの間、正の半サイクル制御トランジスタは変調し、ダイオードは、完全な正の半サイクルの間、アクティブである。IGBT第2シャント制御トランジスタは、完全にオンとなり、ダイオードはアクティブとなる。それ故、負荷の逆EMFに起因する如何なる逆極性電圧も、自動的にクランプされる。負の半サイクルの間、直列に含まれる他のデバイス及びシャントネットワークは、同様の方法でアクティブにされる。スイッチング過渡の間、非常に短時間続くスパイクが存在することがある。スパイクは非常に短時間で大量のエネルギーを吸収可能であり、非常に速い応答時間を可能とするトランソーブデバイスによって、クランプされる。トランソーブデバイスはまた、半サイクルトランジスタ又はシャントトランジスタのアクティブな素子がダメージを受けるような落雷又は他の原因による如何なる電源線伝導過渡信号をもクランプする。さらに各半サイクルトランジスタが、パルス幅変調をしている間、他方の半サイクルトランジスタは、半サイクルの正確な間隔で完全にオンとなる。これらの半サイクルトランジスタのデューティは、次の半サイクルの間、逆になる。このプロセスは、上述した逆EMF信号に対して完全な保護をもたらす。この配置は、特に、シャントエレメントが過渡にあるときに、ゼロクロス時間の近傍で必須である。各IGBT/FET半サイクル制御トランジスタ及びIGBT/FETシャント制御トランジスタは、絶縁ゲート特性を有しており、この特性はデバイスを増強して、デバイスをオンにできるために必要である。この増強電圧は、望ましくは大きさが12ボルトであり、望ましくは各対に1つの非接地電源により供給されるのが好ましい。これは、IGBTの場合の共通エミッタモードと、FETの場合の共通ソースモードとでIGBT/FETデバイスが作動することでのみ可能である。さもなくば、4つの独立した電源が各相に対して必要となる。各対は、独立した光結合ドライバによってもたらされる別々のドライブ信号を必要とする。これらドライバは、独立した電源を使用し、各電力デバイスを素早くオン、オフ切替えするのに役立つ。これらドライバは、両方向でアクティブであって、電力デバイスの入力容量が高くオフポイントで急速にアクティブに放電し、オンポイントで急速に充電しなければならないので必要とされる。ダイレクトパルス幅変調の問題は、IGBTの変調がオフの場合のように誘導応答負荷を駆動する場合に、逆EMFはクランプされる必要があることである。図12Bは、正の半サイクル制御トランジスタと負の半サイクル制御トランジスタに印加される入力サイン波を示している。通常、これら半サイクル制御トランジスタは、オフの状態にあり、オンにして駆動する必要がある。正の半サイクルの間、正の半サイクル制御トランジスタは変調され、ダイオードと協動して、ライン出力端子へ変調された正の半サイクルを通す。IGBT第2シャント制御トランジスタは、半サイクルの間はオンであり、ダイオードと共に作動して、逆EMFをグランドにクランプする。正の半サイクルの間、負の半サイクル制御トランジスタは、完全にオンであり、ダイオードにより、そのオン状態がサポートされる。これらダイオードは、信号の適切なステアリングを行なう。正の半サイクルの変調により、逆EMF信号が生ずる。負の半サイクル制御トランジスタは、この時間中オンであり、負の逆EMFは、ダイオードを通過して、同時のACの正の半サイクル電圧でクランプされる。IGBT第1シャント制御トランジスタとIGBT第2シャント制御トランジスタは変調されないが、これらトランジスタは、上述と同様の方法でダイオードと協動する。図12Bは、IGBTベースの電圧低減手段のオシログラムを示しており、正の半サイクルの間、駆動信号は、負の半サイクル制御トランジスタに印加され、駆動信号は、IGBT第2シャント制御トランジスタへ印加される。負の半サイクルの間、駆動信号が、正の半サイクル制御トランジスタに印加されて、駆動信号が、IGBT第1シャント制御トランジスタへ印加される。正の半サイクル制御トランジスタに印加された正の半サイクル駆動信号と、負の半サイクル制御トランジスタに印加された負の半サイクル駆動信号についても図示されている。同様に、図12Eは、FETベースの電圧低減手段のオシログラムを示しており、正の半サイクルの間、駆動信号は、負の半サイクル制御トランジスタに印加され、駆動信号は、FET第2シャント制御トランジスタへ印加される。負の半サイクルの間、駆動信号は、正の半サイクル制御トランジスタに印加され、駆動信号は、FET第1シャント制御トランジスタへ印加される。正の半サイクル制御トランジスタへ印加された正の半サイクル駆動信号と、負の半サイクル制御トランジスタへ印加される負の半サイクル駆動信号についても図示されている。要約すると、2つのクランプ戦略が用いられており、1つ目は正の半サイクルに、2つ目は負の半サイクルについてのものである。正の半サイクルの間、正の半サイクル制御トランジスタが変調されていると、負の半サイクル制御トランジスタ及び第2シャント制御トランジスタはオンである。負の半サイクルの間、負の半サイクル制御トランジスタが変調されていると、正の半サイクル制御トランジスタ及びIGBT第1シャント制御トランジスタはオンである。IGBTとFETベースの本発明のエネルギー節約装置及び方法に用いられるハードウェアは、IGBT/FET半サイクル制御トランジスタと、IGBT/FETシャント制御トランジスタとが異なるだけで同じである。IGBTベースの回路の回路図を図12C、IGBTベースのドライバの回路図を図12D、FETベースの回路の回路図を図12E、FETベースのドライバの回路図を図12Fに、夫々比較の目的で示している。図13は、本発明のリセット手段とインジケータ手段を組み合わせた回路図を示している。リセット手段は、望ましくは少なくとも1つのリセットスイッチであり、インジケータ手段は、望ましくは少なくとも1つの発光ダイオードであって、これらは、IGBT/FETベースのエネルギー節約及びシステムが適切に作動しないときに表示を行うために協動し、必要に応じて、ユーザが装置及びシステムをリセットできるようにしている。発光ダイオードは、オン/オフの点滅により、装置及びシステムが適切に作動していることを表示することが望ましい。故障状態では、発光ダイオードは、不均一なパターンに変わり、故障状態が直ちに明らかに認識できるようにすることが望ましい。図14A及び図14Bは、電源手段の電力供給ユニットの回路図である。電源手段は、望ましくは少なくとも1つの電力供給ユニットであり、入力として、単相80Vrms~265Vrms、二相80Vrms~600Vrms、三相80Vrms~600Vrms、及び48Hz~62Hzの動作が含まれるが、これらに限定されることのない種々の入力を許容する。電力供給ユニットは、設計上、完全に絶縁され、二重に安定化されている。入力時、ダイオードからなる整流器は、単相、二相及び三相の電力を許容する。電力は、スイッチングレギュレータ及び集積回路へトランスを介して印加される。DC端子間に存在する大電圧を考慮して、スイッチングレギュレータ及び集積回路は、作動電圧を高めるために、スタックFET構造に用いられるFETトランジスタにより補完される。第2のトランスは、ダイオードと貯蔵コンデンサを有する。コンデンサに渡るDC電圧は、ネットワーク抵抗器とツェナーダイオードを介して、光アイソレータへ送られ、最終的に、フィードバック端子へ送られる。光アイソレータを用いることで、入力と供給出力との間のガルバニック絶縁が保証される。最終的に、リニア電圧レギュレータの出力は、分割レール電圧をセットする2つの抵抗器と共にユニティゲインバッファとして構成されるオペアンプへ送られる。主ニュートラルは、この分割レールポイント及びゼロオーム抵抗器へ接続される。インダクタは、電源レールデジタルをアナログから絶縁し、ノイズを低減する。次に、図15A、図15B、図15C、図15D及び図15Eは、本発明の通信手段の回路を示している。通信手段は、望ましくは少なくとも1つのUSB通信インターフェイスであり、ユーザが所望に応じて、本発明のエネルギー節約装置及びシステムのパラメータを監視し、設定できる。USB通信インターフェイスの回路を図15Bに示しており、デジタル信号プロセッサからUSB通信インターフェイスを絶縁するために用いられるアイソレータブロックを、図15Cに示している。通信手段をデジタル信号プロセッサへ接続する第1及び第2コネクタを、図15D及び図15Eに示している。メインプリント回路基板は、ニュートラルから絶縁されていないので、USB通信インターフェイスをガルバニック絶縁する必要がある。通信手段とシリアル通信するために、デジタル信号プロセッサに通信シリアル通信機能が組み込まれる。絶縁バリアのユーザ側では、信号は集積回路へ印加される。集積回路は、シリアルデータを取得してUSBデータへトランスレートするデバイスであり、ホストUSBポートを介して、演算デバイスへ直接接続するためのものである。ホストUSB5V電力は、通信手段へ電力を供給するために用いられ、別の電力をユニットから供給する必要がないようにしている。2つのアクティブな発光ダイオードを有し、TXチャンネル及びRXチャンネルで動作状態を示すことが望ましい。通信は、9600Baudで動作すればよく、送信されるデータが少量であるため十分である。通信手段は、エネルギー節約装置及びシステムを実施する際に含める必要はないがこの特徴により、装置及びシステムを容易に使用できる。最後に、図16及び図17は、本発明のウィンドウインターフェイスのスクリーンショットを示している。ウィンドウインターフェイスは、演算デバイスに表示され、ユーザは、所望によりエネルギー節約装置及びシステムを監視し、設定できる。メインモニタスクリーンは、複数のフィールドを有しており、エンドユーザが、エネルギー節約装置及びシステムを調整できるように配備されている。例えば、フィールドは、動作モードフィールド、フェーズフィールド、スタートアップフィールド、キャリブレーションフィールド及びセットポイントフィールドを含むことができる。動作フィールドにより、ユーザは、節約しようと考える方法を選択できる。その方法には、出力電圧を固定割合に調整する電圧低減割合、出力電圧が節約割合を達成する目的である節約低減割合、及び、電圧出力の二乗平均平方根が予め設定された値である電圧調節がある。フェーズフィールドにより、ユーザは、エネルギー節約装置及びシステムを接続して用いるフェーズタイプ、即ち、単相、二相又は三相を選択できる。スタートアップフィールドは、ユーザが、システム及び装置をランダムにスタートをすること、及び/又は、遅延した、つまりソフトスタートをすることができるようにするものであり、ユーザが遅延時間を秒単位で入力すると、システム及び装置がその時間でスタートすることとなる。キャリブレーションフィールドにより、ユーザは、所望する正確なキャリブレーションを入力でき、及び/又は、相を回転できる。セットポイントフィールドは、ユーザにより選択された設定を表示し、エネルギー節約装置及びシステムを用いることで節約されたエネルギー量を、電圧調節、電圧低減割合、又は、電力節約低減割合として示すものである。電圧低減割合については、下限RMSは、通過する入力電圧よりも低く設定され、入力電圧は、下限電圧よりも低いか同じ場合に通過できる。節約低減割合については、低減RMSは、通過する入力電圧よりも低く設定される。インジケータは、ウィンドウインターフェイスに配備され、作動電流、作動電圧、ライン周波数、計算された電力節約及び相回転を表示する。リアルタイムクロックが、ウィンドウインターフェイスに組み込まれて、追加の電圧低減のプログラミングを、例えば、季節、曜日、時間のような所定時間と所定動作時間とでできるようにしてよい。加えて、ユーザは、エネルギー節約装置及びシステムをプログラムして、1日の様々な時間に作動させてもよい。リアルタイムクロックは、通信ポートを通じて設定されて、経験上、電力グリッドの過負荷が現れる所定の季節日付や時間を選択できる。これらの時間、システムは、調節されたAC電圧をさらに低減するようにでき、グリッド上の負荷を低減できる。独自に追加の低減割合や電圧降下を用いて、夫々複数の時間を規定することもできる。デジタル電力量計は、電力使用、電力率及びサージの統計データを記録する手段である。デジタル電力量計はまた、電力率補正にキャパシタを含める能力を有しており、単相二相及び三相のシステムで作動し、世界中のすべての電圧で作動する。それは、遠隔又は近くでプロバイダによって、自在にユーザの電力供給を無効にしたり、可能にするために用いることができる。さらに、デジタル電力量計は、プロバイダが警告したにも拘わらずユーザが、エネルギー節約装置及びシステムをブリッジして、エネルギー消費の支払いを避けようとすることを検出できる。最後に、リアルタイムクロックを用いることで、ユーザ及び/又はプロバイダは、時間、選択された期間で電力の消費を低減することができ、電顕低圧状態を軽減及び/又は解消できる。図18A乃至図18Cは共に、220/230ボルト実効値用に構成された電圧ブースタ装置の第1実施例を示す。電圧ブースタ装置は、120/127Vrms用に構成されることもできる。図18Aは、トランス及びスイッチを示す。スイッチは、第1中継器及び第2中継器を含む。図18Bは、電力供給装置を示す。図18Cは、マイクロプロセッサを示す。図18Aに戻ると、トランスの二次巻線及び二次巻線は、入力線ホット端子と出力線ホット端子の間で直列に配置されている。ホット出力線からホット入力線は、常にトランス二次巻線を通過しており、切替えられない。120/127Vrms用に構成するためには、二次巻線及び二次巻線は、並列にされるであろう。或いは、トランスは、具体的には230V、120V、又は他の電圧の範囲のシングル電圧タイプであってもよい。トランス一次巻線及びトランス一次巻線は、ホット入力端子に接続される第1端、即ち第1ラインと、コネクタF2を介して、電気スイッチに接続される第2端、即ち第2ラインとを有する。スイッチは、トランス第2ラインが、トランス一次巻線の第1ラインに接続して、トランスを短絡させるか、又はニュートラルラインに接続することの何れかを可能とする。コネクタF1F2及びF3は、ファストンタイプコネクタである。コネクタF1F2及びF3は、負荷を増大又は減少させるために、定格電流が異なるトランスに着脱自在にプラグインすることを可能とする。他のタイプのコネクタも考えられる。トランス一次巻線の第2ラインがニュートラルに切り替えられると、二次電圧が、主入力電圧に加わって、それにより、ホット出力端子にて、ブースト又は増加出力電圧がもたらされる。住居の、商業的、又は産業的な負荷等の電気的な負荷が、ホット出力端子に接続されてよい。巻線電圧が、位相調整されて、入力AC線間電圧に加えられて、それによって、必要なときにブースト電圧を提供する。マイクロプロセッサが増加電圧又はブースト電圧に切り替える場合、ブースト電圧は、入力電圧実行値にトランスの巻線比の割合比を乗じた値に維持されてよい。スイッチが他方の設定、状態、又は位置に切り替えられて、ニュートラルから第2ラインの接続を取り除いて、それを第1ラインに接続すると、トランス一次巻線が短絡される。非ブースト状態又は段階において短絡を発生することによって、トランスは、切断されて、如何なる電力も消費しない。また、一次巻線が短絡するので、二次巻線が、入力端子と出力端子の間に恒常的に接続されているので、二次側の電流の無効分は実質的に存在せず、それによって、誘導無効損失は、非ブースト動作の間にほとんど生じない。ホット入力からホット出力へのAC電流の通過にとっての唯一の障害は、銅又はその他の巻線である二次巻線の非常に小さなオーム抵抗であろう。切替えは、トランスの一次側上で、有利に実行される。トランスの二次側に切替えが起こる一方で、不利な高電流が存在するであろう。トランスが10対1の比を有していると、わずか1/10の電流が、トランスの一次側において切替えられる必要があるだろう。他のトランスの比も考えられる。トランスの比は、二次巻線の巻数対一次巻線の巻数である。全ての実施例において、一次側で切り替えるこの技術は、トランスの二次側で切替えが行われる高価な装置と比較して、中継器のような、低電流用の小さくて信頼できるスイッチを用いることを可能にする。また、一次側の切替えは、切替期間に電力の中断がないことを有利にもたらす。2つの中継器及び中継器が示されているが、2以上の装置を備えることも考えられる。電力供給装置は、切替えネットワークとマイクロプロセッサに電力を提供する。小さく廉価な5ボルトDC電源が用いられて、スイッチ及び/又はマイクロプロセッサに電力を供給してよいが、その他の電源や電圧も、交流を含めて考えられ得る。デバイスは夫々、小さなTRIACデバイスと接続する光結合ドライバからなってよく、それによって、2つの半導体AC中継器を形成する。光電子工学的に絶縁されたTriacドライバを用いた、光電子工学的に絶縁されたTriacOT1及びOT2が考えられ得る。他のタイプの中継器も考えられる。TRIAC、SCR、IGBT及び/又はMOSFETを含む他の電源制御装置を使用することで、電圧が制御されることも考えられる。マイクロプロセッサは、ライン又はラインのようなAC入力線電圧を測定して、採用されるべき増加電圧における電圧レベルを決定する。他のタイプのプロセッサもまた考えられ得る。3つの小さなジャンパブロック、又は3×2のヘッダは、以下の表1と図19Cに示された6つの電圧の選択を可能とする。その他の予め定められた電圧設定も、考えられ得る。ジャンパブロック又はヘッダの他の数も考えられ得る。マイクロプロセッサは、選択された電圧に基づいて、中継器を作動して、制御する。マイクロプロセッサは、AC入力線電圧を測定する。マイクロプロセッサは、入力AC一次電圧のゼロボルトクロスポイントの検出を利用する。このゼロクロス検出は、半導体中継器の正しい切替えのタイミングを確保するために用いられる。ゼロクロスタイミングは、中継器の両方が同時に作動する可能性を排除する。図5及び図6は、夫々、考えられる電圧ゼロクロスポイント決定手段のオシログラム及び回路図を提案している。他のタイプの電圧ゼロクロスポイント決定手段のオシログラムも考えられ得る。ヒステリシスが用いられて、ジャンパーによって設定された閾値ポイント付近のあらゆる不規則な切替えが排除されてよい。図18A~18Cにおいては、構成要素R1~R23は抵抗器であり、構成要素C1~C8はキャパシタであり、構成要素D1~D3はダイオードであり、構成要素D4はツェナーダイオードであり、D5及びD10は発光ダイオードであり、構成要素T1はトランスであり、構成要素T2及びT3は、トランソーブデバイスであり、構成要素Q1は、NPN型トランジスタであり、構成要素U1は、スイッチングレギュレータであり、構成要素TR1及びTR2はTRIACであり、構成要素OT1及びOT2は、光学絶縁TRIACSであり、構成要素J1は、ジャンパブロック、即ち1×5ヘッダである。図19~図19Cは、共に、電圧ブースタ装置の第2の実施形態を示している。図19は、例示の120ボルトのトランスを示す。図19Aは、例示の230ボルトのトランスを示す。巻線配置は、図19と図19Aにおいて異なる。120ボルトのトランス用巻線は並列であり、230ボルトのトランス用巻線は直列である。120ボルトが並列で230ボルトが直列として図示したように巻線配置を構成することで、同一のトランスが、120ボルトと230ボルト用に用いられてよい。しかしながら、異なるトランスが同様に用いられてもよい。トランスは、特に、230V、120V、又は他の任意の電圧範囲で用いられるシングル電圧型でもよい。異なる定格電流を有する他のトランスも考えられ得る。そのようなトランスの1つだけが、システムに同時に結合されるであろう。図19Bは、2つの絶縁直流電源と、電源と、電源規制回路とを示す。図19Cは、マイクロプロセッサとIGBTスイッチングデバイスを示す。スイッチは、第1ダイオードブリッジ回路、第1IGBT回路、第2ダイオードブリッジ回路、及び第2IGBT回路を含んでいる。図19に戻って、120ボルトのトランスの二次巻線は、入力線ホット端子と出力線ホット端子との間で並列に配置されている。ホット入力線からホット出力線は、常時、トランス二次巻線を通過しており、切替えられない。トランスの一次巻線は、コネクタF5を介して、ホット入力端子に接続する第1端、即ち第1ラインと、コネクタF14を介して、電気スイッチと接続する第2端、即ち第2ラインとを有している。スイッチは、トランスの第2ラインが、1トランスの一次巻線の第1ラインと接続して、それにより、トランスを短絡させるか、又は、2ニュートラルラインと接続することの何れかを可能とする。コネクタF4乃至F17は、ファストンタイプコネクタである。コネクタF1~F17は、例えば、120V及び230V等の、定格が異なるトランスに、脱着自在にプラグイン、又は接続可能にする。他のタイプのコネクタも考えられ得る。図19Aにおいて、120Vトランスと同様に、230Vトランスは、同じコネクタF1~F17に、着脱自在にプラグ挿入されるか、又はプラグが引き抜かれてよい。しかしながら、トランスの巻線配置は異なっている。その他の配置の巻線及び接続も考えられ得る。トランスの二次巻線は、入力線ホット端子と出力線ホット端子の間に直列に配置されている。ホット入力線は、コネクタF8を通って端子に至る。ホット出力線は、コネクタF11を通って端子に至る。ホット入力線からホット出力線は、常に、トランス二次巻線を通過して、切替えられない。トランスの一次巻線は、コネクタF5を介してホット入力端子に接続された第1端、即ち第1ラインと、コネクタF14を介して、電気スイッチと接続された第2端、即ち第2ラインとを有する。スイッチは、トランスの第2ラインが、1トランスの巻線の第1ラインと接続して、それによりトランスを短絡するか、又は、ニュートラルラインに接続するかのいずれかを可能とする。理解できるように、120V又は230V用のトランスを構成するように図19乃至図19Aに示したように接続されて、同一のトランスが、120V及び230V用に用いられてもよい。トランスの一次巻線の第2ラインがニュートラルに切り替えられると、二次電圧が一次入力電圧に加わって、それによって、ホット出力端子において、ブースト出力電圧がもたらされる。電気負荷は、出力端子と接続される。巻線電圧は、位相調整されて、入力AC線間電圧に加えられ、それによって、必要なときにブースト電圧が提供される。スイッチが他方の状態又は設定に切り換えられると、一次巻線の第2ラインの接続をニュートラルから取り除き、それを第1ラインの夫々に接続して、トランス一次巻線又はが短絡される。非ブースト位置で短絡を生じることによって、トランスは切断されて、如何なる電力も消費しない。また、一次巻線が短絡するので、二次巻線は、ホット入力端子とホット出力端子の間で恒常的に接続されて、二次側の電流の無効分は実質的に存在せず、それによって、実誘導無効損失が、非ブースト動作の間にほとんど生じない。入力から出力へのAC電流の通過にとっての唯一の障害は、銅又は他の巻線である二次巻線の非常に小さなオーム抵抗である。第1実施例と同様に、切替えは、トランス一次側で有利に実施され、少ない電流で切り替えることを可能にする。また、切替期間に、電力の中断はほとんどない。図19Bに戻って、3つの独立した電源は、切替えネットワーク及び又はマイクロプロセッサに電力を提供する。第1電源は、第1IGBT回路に電力を提供し、第2電源は、第2IGBT回路に電力を提供する。配置が逆にされることが考えられ得る。第3電源は、電力をマイクロプロセッサ、LED、及びOptに提供できる。他の配置も考えられ得る。第1及び第2電源の各々は、12ボルトDC電力を提供し、第3電源は、5ボルトDC電力を提供してもよい。他の電源や電圧も、交流電流を含めて考えられ得る。1つの電源だけか、又は3つ以上の電源があってよいと考えられる。図19Cにおいて、第1ダイオードブリッジ回路U7は、第1IGBTデバイスIG1及び第1光学絶縁IGBT/MOSFETドライバU9を備える第1IGBT回路を伴っている。第2ダイオードブリッジ回路U8は、第2IGBTデバイスIG2及び第2光学絶縁IGBT/MOSFETドライバU10を備える第2IGBT回路を伴っている。ダイオードブリッジ回路U7及びU8は、電流の正及び負の半サイクルを処理して、一方向性の半サイクルとして知られている状態にする。これは、IGBTが一方向性デバイスなので、単一のIGBTデバイスIG1及びIG2を用いることを可能とする。MOSFETデバイスも考えられ得る。単極双投スイッチのようなスイッチ機能は、切換スイッチと呼ばれることがある。IGBTデバイスIG1又はIG2がOFF設定、状態又は位置にある場合、AC電流は、各ダイオードブリッジU7及びU8を流れない。IGBTデバイスIG1又はIG2がON設定、状態又は位置にある場合、AC電流は、各ダイオードブリッジU7及びU8を流れる。マイクロプロセッサは、ライン等のAC入力線電圧を測定して、使用されるべき増加電圧における電圧レベルを決定する。3つの小さなジャンパブロック、即ち3×2ヘッダは、上記の表1と図19Cで示されている6つの電圧選択を可能にする。他の所定の電圧設定も考えられ得る。ジャンパブロック、即ちヘッダの他の数も考えられ得る。マイクロプロセッサは、IGBTスイッチデバイスを作動及び制御して、選択された電圧を維持する。マイクロプロセッサは、入力AC一次電圧のゼロボルトクロスポイント検出を利用してよい。このゼロクロス検出は、IGBTデバイスIG1及びIG2の切替えの正しいタイミングを確保するために用いられる。ゼロクロスタイミングは、デバイスIG1及びIG2の両方が同時にオンになる可能性を排除する。図5及び図6は、夫々、考えられる電圧ゼロクロスポイント決定手段のオシログラム及び回路図を示している。電圧ゼロクロスポイント決定手段の他のタイプも考えられる。ヒステリシスが用いられて、ジャンパーによって、セットされた閾値位置付近のいかなる不規則な切替えも排除される。図19~図19Cにおいて、構成要素R30~R47は、抵抗器であり、構成要素C20~C29は、キャパシタであり、構成要素D10及びD11は、ダイオードであり、構成要素Zlはトランソーブであり、構成要素Z2~Z4は、ダイオードでもよく、構成要素Z5は、ツェナーダイオードであり、構成要素IG1及びIG2は、IGBTトランジスタであり、構成要素TRA1は、トランスであり、構成要素U2は、スイッチングレギュレータであり、構成要素U3は、光学式アイソレータであり、構成要素U4~U6は、リニアーレギュレータであり、構成要素U7及びU8は、ダイオードブリッジ回路又はブリッジ整流器であり、構成要素U9及びU10は、光学絶縁IGBT/MOSFETドライバであり、構成要素J2は、1×5ヘッダである。理解できるように、全ての切替えは、トランスの二次側のような二次側よりもかなり低電流である、トランスの一次側のような一次側で実施されてよい。二次巻線が恒常的に接続されており、ブースト切替えが一次側で実施されているので、切替期間に、電気の中断がほとんど存在しない。切替えが、二次側で実施される場合には、これは達成できない。電気スイッチの異なる実施例が用いられて、それが使用中でない場合にはトランス主要部を短絡させて、それによって、電流の無効分を二次巻線側から取り除く。トランスは、電圧ブースト期間だけアクティブである。ブースト又は増加の量は、トランス比により選択されてよい。異なる比及び/又は定格電流を有するトランスが、システムに着脱自在に接続されてもよい。装置は、AC120ボルトから250ボルトでの一般的な動作に用いられてよい。装置のサイズは、比較的小さくされてよい。非常に小さな熱消散が生じることがあろう。装置は、費用対効果がよく、信頼性が高いであろう。装置は、住居、産業、又は商業的なものを含む電気負荷に対して、増加電圧を供給するために用いることができる。2つの切替えネットワークの実施形態が、図18A~図19Cにおいて示されているが、他の実施形態も考えられ、これらに限定されるものではないが、切替えは、IGBTと接続するダイオードブリッジ、パワーMOSFETと接続するダイオードブリッジ、機械的スイッチ、リレー、コネクタ、又は他のあらゆるタイプの機械的スイッチと接続するダイオードブリッジ、SCR/サイリスタ又はTRIACと接続するダイオードブリッジ、TRIAC、逆並列に配置されたSCR/サイリスタデバイス、機械的スイッチ、リレー、コネクタ又は他のタイプのあらゆる機械的スイッチを用いて実施されてよい。スイッチは、一次巻線を短絡する第1状態、設定又は配置と、トランス第2電圧を一次電圧に加えるための第2状態、設定、又は位置とを提供するために用いられる。全ての実施例において、他のトランス一次巻線タップが、様々な閾値電圧で、異なるブーストレベルを提供することが考えられ得る。タップは、トランス一次巻線の特定の巻数を選択することを可能にして、様々な巻線比をトランスにもたらす。全ての実施形態に対して、異なる入力電圧レベルにおいて、異なるブーストレベルを提供するためにマイクロプロセッサによって、選択される一次巻線に複数のタップがあってもよい。<電力使用の管理>図1~図17に示されるIGBT/FETベースの装置と、図18A~図19Cに示される電圧ブースタシステムとは協働して、電力使用を管理する。第1の所定の期間において、例えば、停電が予想されない場合、デジタル信号プロセッサは、図1に示されるIGBT/FETベースの装置を制御して、AC入力線電圧よりも少ない所定の電圧を提供する。相入力接続部は、装置にアナログ信号を入力するために設けられている。磁束コンセントレータは、入力アナログ信号を検出し、電圧ゼロクロスポイント検出器は、信号のゼロボルトクロスポイントを決定する。信号の正の半サイクル及び負の半サイクルが特定され、信号を処理するためのデジタル信号プロセッサに送られる。信号は、パルス幅変調を用いて、ドライバコントロールによって減らされて、減少されたエネルギーの量が出力され、それによって、エンドユーザのためのエネルギー節約が生じる。図1に示すように、リアルタイムクロックモジュールは、DSPに接続される。リアルタイムクロックモジュールは、所定の期間をセットするために用いることができる。図18Cに示されるマイクロプロセッサは、AC入力線電圧を測定して、それを予め定められた電圧と比較してよい。AC入力線電圧が予め定められた電圧より高い場合、マイクロプロセッサは、トランスの一次巻線側の図18Aに示されたスイッチを制御して、一次巻線を短絡する。測定された電圧が予め定められた電圧よりも小さく、電圧低下状態などの電圧の増加が必要な場合、マイクロプロセッサは、スイッチネットワークを制御して、一次巻線の一端をニュートラルに接続して、トランスから短絡回路を取り除いて、二次電圧を一次入力電圧に加えて、トランスの二次巻線のホット出力線を介して、ブースト出力電圧に二次電圧を提供する。電圧は、予め定められた電圧に増加される。二次巻線は、切替えられない。第2の所定の期間において、例えば、停電状態が予想される場合、DSPは、図1に示されるIGBT/FETベースの装置を制御して、予め定められた割当量の電力を供給する。DSP及び/又はマイクロプロセッサは、電力消費を監視して、それを表示してよい。電力消費が、電力割当量を超える場合、DSPは電力をオフにしてよい。また、消費電力が、割当電力を上回る場合、信号が送られて、需要に対して警告を発して、電力使用を減少させる。図20において、シグナルモジュールは、DSPと接続されて、信号を提供してよい。その信号は、可聴であり、可視であり、又は他の手段であってもよい。シグナルモジュールは、ブザーモジュールでもよいが、他のモジュールも考えられる。ワイヤレスで制御された電気アウトレットが用いられて、信号に応答して、選択的に負荷を減らしてよい。所定の時間後に、負荷が適切に減らされなかった場合、DSPは、電源をオフにしてよい。消費者は、次に、幾らかの負荷を減らして、コマンドを開始して、電源をオンに戻してよい。コマンドは、スイッチの設定を切り替えることにより開始され、切替えは、手動及び又はワイヤレスを含む。電力が回復したあとで、負荷がまだ十分に減らされなかった場合、DSPは、再び電力をオフにできる。また、DSPは、別の信号を提供して、負荷が減らされなければならないという警報を再び出してよい。消費される電力が、所定の時間経過後に十分に減らない場合、DSPは、第2の所定の持続期間に、ホット出力線を介して電源をオフにしてよい。あるいはまた、消費電力が割当電力を上回る場合、DSPは予め定められた電気アウトレットへの電力をオフし、その一方で、電力を他の電気アウトレットに提供して、全体の電力使用を割当電力量に引き下げてよい。システムは、所定の電力量を満たすために自動的に終了するワイヤレス制御された電気アウトレットを用いてよい。システム及び方法は、プリセット消費者選択を用いて、電力消費を減少してよい。システムは、ワイヤレスに、モニタされ、作動され、調整されてもよい。既に説明したように、エネルギー割当は、消費者が全く電力を有さないのではなく、消費者が主要な電気機器のための電力を享受することを可能にする。全ての消費者について電力が不十分な場合、このアクションが必要となるときが頻繁にある。そのような条件において、電力会社は、一部の消費者にサービスを提供して、他の消費者に全くサービスを提供しないのではなく、全ての消費者に対して減少した又は配分されたサービスを提供することが望ましい。消費者は、問題の一部ではなく、解決策の一部となる。無線通信を介して、コントローラやアダプタと入力装置の間を通信する能力がある。ディスプレイ装置は、既製品のコンピュータ、iPad、スマートフォン、又はキーボード、タッチスクリーン又はそれらの組み合わせを使用している他の入力装置を利用できる。他のデバイスも考えられる。iPadは、カリフォルニア州、クパチーノのアップル株式会社から入手可能である。入力装置が、ワイヤレスモニタ、設定調整、又は制御パラメータを調整するために用いてもよいが、システムは、完全に単独で機能して、入力装置から独立していてもよい。さらにまた、メインユニットは、完全な無線通信を有し、上述した電気アウトレット及びアダプタの遠隔操作を可能にする。システムは、完全な照明及び環境制御を提供できる。システムは、消費者の電力使用プロフィールが、電力配分及び選択的な電力低減のために、入力されて、実施されることを可能にする。システムと方法は、ダイナミックな電力配分を提供できる。理解できるように、システム及び方法は、消費の際にインストールされた保護電力管理システムである。実行には、発電において、いかなる急速な増加を必要とせず、送電網のいかなる急速な強化も必要としない。この解決策は、エネルギーを節減し、電圧低下や停電を減少して、消費者と電力発生及び配電会社のコストを減少する。管理システムは結果として銅損の減少になる。それによって、以前熱として浪費された、電気会社にとっての財政的損失で無駄になるエネルギーを軽減する。節約されたエネルギーは、付加的な消費者へ供給されることができ、それによって、追加の費用なしで、電気事業に付加的な収入を提供する。本システム及び方法は、少なくとも8つの主要な特徴がある。エネルギー保存と利用者のコスト節減、電圧安定化、消費者に対する電気費用の均一化、銅損失低減、炭化水素放出の軽減、電圧低下の軽減、停電軽減、エネルギー割当。本システム及び方法は、エネルギー保存と利用者のコストの節減を提供する。電力は、通常、120/127/230Vrmsの公称電圧で、消費者に分配される。これは、電気会社が供給することを意図するターゲット電圧である。この電圧は、発電会社の仕様の範囲内で、プラスマイナス10又はより大きい値で、しばしばより大きなマージンで不利に変動し得る。電力欠点を良く知っている機器メーカーは、供給電圧の下限用に、それらの仕様を設計して、供給電圧の上限に耐える装置を設計する。下限では、機器は、指定されたようにタスクを遂行する。しかしながら、下限より上の如何なる電圧でも、機器には、供給過剰であり、消費者に対して費用の点で電気エネルギーを浪費するであろう。システム及び方法は、この状況を最小限にする。本発明は、選択された低電圧において、AC電圧を制御して、それによってエネルギーを節減する。本システム及び方法は、電圧の安定化を提供する。配布された電圧が低電圧以下に落ちるような極端な場合において、システム及び方法は、例えば電圧規制を起こすことを可能とするように、入力電圧をブーストすることによって、この問題を解決する。単一の機器で利用できる電圧ブースタとは異なり、システムのブーストセクションは、家庭又はビジネス全体に対して電圧を下限で維持する。これは、消費者に対するサービスの質を改良するだけでなく、設置された特定の機器の周辺から、幾つかの国で用いられている目障りなブースタを取り除くことも可能にする。本システム及び方法は、消費者への均一な電気のコストを提供する。典型的な共同体において、消費者は、必要とされる同じ量の電力に対して一貫性無く課金され、それは共同体に不均一な電圧の提供という結果となる。これらの損失は、銅損から生じる。電気伝導体は、電流の流れを妨げる。全ての導体のこの欠点については、計画立てでき、より大きな銅導体を使用してよい。導体のサイズの増加は、銅損を減らすことになる。残念なことに、既存の電力配電回路網は、消費者側において、改良された生活様式を補完する機器及び娯楽システムを有するという欲求により、豊かさが達成されるという新興経済の電力のニーズを満たすようには設計されていなかった。その結果、共同体については、主電気トランスに最も近い消費者に配布される電力は、トランスから最も離れた消費者へ運ばれるよりも、より高い電圧を有している。両方の消費者が同一の機器と同様の生活様式を有する場合であっても、この不当な状態は、トランスに近い消費者は、他端の消費者より多くのエネルギーについてお金を支払う結果となる。電圧及び電流の生産物はワットであり、より高い電圧は、より高いワット数という結果となる。毎時のワット数に対して、消費者が代金を支払うこととなる。この不公平な電力状況が、このシステムと方法により解決される。本システム及び方法は、銅損失の低減を提供する。銅損は、全ての電力配電網で受ける累積的な電力配電損失である。大部分の新興経済群において、共同体が、ネットワークが設定しなかった多量の電力を消費する場合、電力配分ネットワークは、課される負荷を維持できない。この状況は、通常、一般的にエアコン、セントラルヒーティング、テレビジョン、洗濯機、オーディオ、及び改良された照明などの消費者アイテムの所有を伴う豊かさの増加から生じるものである。この種の共同体の家屋に対して電力を供給するフィーダが、過剰の負荷を受ける場合、全ての導体にある電気抵抗が、顕著になり、供給電圧の一部が、導体の抵抗に渡って現れる。多くの消費者の電流を伴うこの電圧の結果は、導体で電力損失を引き起こし、熱として消失される。これは、電力会社への大きな収入の損失を意味する。このシステムと方法がネットワークのこのセクションに関係する家屋に取り付けられ実施された状態で、消耗される以外の電力は、次に、他の消費者に利用可能であり、電力会社の収入の流れの改善という結果になる。本システム及び方法は、炭化水素の排出軽減を提供する。炭化水素の放出は、化石燃料が使用されて、電力を生成するときに存在する。本システム及び方法は、消費地において、考えられる節約状態で消費される電力を管理する。この効果は2つの側面を有する。1つは、電気エネルギーの減少が、炭素放出の節減と共に化石燃料の消費の低減につながる。第2に、これは更なる発電容量に対する急速なニーズを据え置くことができる。どちらの利点も生じて、炭素結合状況に、直接的に前向きに影響する。本システム及び方法は、電圧低下を軽減する。本システム及び方法が、それらの実施によって、この問題を緩和する。しかしながら、本システム及び方法について、電圧低下に影響を受けやすい既知の時間において、装置は、自動的に電圧低下の追加割合を適用するようにプログラムされることができる。このような状況下では、ネットワーク上の負荷は、更に減少されて、更に銅損失低減という結果となる。本システム及び方法は、停電の軽減をもたらす。停電の時間は、通常、電気会社にとって周知である。システム及び方法は、停電に影響されやすい周知の時間に、自動的に電力使用を監視して、消費者に警告して、どの消費者も供給される量を得ることができるように、電力を割り当てる。ある実施例において、設定した時間がアクティブにされて、割当られたワット数を越える場合、音響警告装置は、消費者に警告して、負荷を減らす。しばらくして、負荷が十分に減らされない場合、システムは自動的にシャットダウンできる。この点で、消費者は、幾らかの負荷を減らすことができ、次に、スイッチの設定を変えて、システムをオンラインに戻す。負荷の削除が十分ではない場合、音響警告装置は、消費者に再び警告して、より多くの負荷を削除するようにする。消費者が応答しない場合、システムは残りの期間、電力のシャットダウンを設定してよい。他の実施形態も考えられる。局所的な状況、要望、及び電気会社のニーズに従って、それらの裁量で様々なシナリオが実施されてよい。さらにまた、適当なデバイスが、割当電力に対して、必要な負荷の減少要件を満たすために、自動的にシャットダウンできるように、ワイヤレスで制御された電気アウトレットを利用してよい。本システム及び方法は、エネルギー割当を提供する。既に説明したように、エネルギー割当は、消費者が全く電力を有さないよりも、主要な電気機器のために電力を享受することを可能にする。多くの時間、不十分な電力をあらゆる人に行き渡せるために、このアクションが必要である。この種のシナリオにおいて、幾人かにサービスを提供して、他の幾人かには全くサービスを提供しないよりもむしろ、全ての人に割当量の減少したサービスを提供することが公平である。各消費者は、問題の一部というよりもむしろ解決策の一部となる。実施例が例示されているが、それらは、本願明細書において説明され、示されている特定の形態又は配置に限定されないことが理解されるであろう。この技術の当業者であれば、発明の範囲から外れることなく、さまざまな変更がなされてよく、本発明が、明細書及び図面において示されて説明されたものに限定されないことは、明らかである。