JP4326656B2

JP4326656B2 - Timer switch

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Inventors: 貞生中野
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Publication date: 2009-09-09
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、換気扇及び照明灯等の負荷をオン動作させ所定時間経過後、負荷を自動的にオフさせるタイマースイッチ関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば換気扇及び照明灯等の負荷を予め設定した時間だけオン動作させるタイマースイッチとして、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと称する）を制御素子としたタイマースイッチが実用化されている。例えば換気扇をオン・オフ制御するタイマースイッチの具体的構成と動作について図９を用いて説明する。
【０００３】
図９において、符号７１は、商用交流電源であり、この交流電源７１の一方には、換気扇７２の交流モータを介してタイマースイッチ７３の一方の端子７４が接続され、交流電源７１の他方には、タイマースイッチ７３の他方の端子７５が接続されている。
【０００４】
前記タイマースイッチ７３は、前記一方の端子７４と他方の端子７５との間にバリスタ等のサージ吸引素子７６とコンデンサ７７とが並列に接続されている。さらに、前記一方の端子７４には、ラインノイズ抑制コイル７８及びトライアック８０のゲート抵抗７９の直列接続を介してダイオードブリッジ接続で構成される整流回路８１の一方の交流入力端子に接続されている。前記他方の端子７５は、整流回路８１の他方の交流入力端子に接続されている。前記コイル７８とゲート抵抗７９の接続点と前記他方の端子７５との間には、トライアック８０の主電極Ｔ１−Ｔ２が接続され、トライアック８０のゲートＧはゲート抵抗７９と整流回路８１の一方の交流入力端子との接続点に接続されている。
【０００５】
前記整流回路８１の正極と負極の直流出力端子との間には、抵抗８２，操作スイッチ８３，ダイオード８４及び定電圧ダイオード８５の直列回路が接続されている。前記整流回路８１の正極直流出力端子はフォトカプラ８６の受光側の入力端が接続されている。前記操作スイッチ８３とダイオード８４のアノードとの接続点は、操作スイッチ８３の状態検出するためのトランジスタ９４のベースにベース抵抗９２を介して接続されている。前記ダイオード８４のカソードと定電圧ダイオード８５のカソードとの接続点は、電解コンデンサ８７の＋極が接続され、−極は整流回路８１の負極直流端子に接続されている。電解コンデンサ８７の＋極側は、プラス（＋）電源ラインとなって、マイコン９５の電源端子Ｖｄｄと、抵抗８８を介して前記フォトカプラ８６の受光側の出力端と、前記トランジスタ９４のコレクタに抵抗９３を介して接続されている。トランジスタ９４のコレクタは、マイコン９５の入力端子ｒ８０に接続されている。また、トランジスタ９４のエミッタ及びマイコン９５の電源端子Ｖｓｓは前記整流回路８１の負極直流出力端子に接続されている。前記フォトカプラ８６の発光側入力端子は、プラス（＋）電源ラインに接続され、発光側出力端子は抵抗８９を介して、マイコン９５の出力端子ｒ４０に接続されている。前記マイコン９５の端子ｒ５１〜ｒ５４には時間選択スイッチ９６の異なる時間選択接点Ａ１〜Ａ４が接続され、共通接片ｃは前記整流回路８１の負極直流出力端子に接続された構成となっている。
【０００６】
なお、前記フォトカプラ８６と抵抗８９でスイッチ素子９０を構成し、前記抵抗９２，９３及びトランジスタ９４で操作スイッチ確認回路９１を構成している。
【０００７】
また、前記操作スイッチ８３は、可動片は常時両固定接片と離れたオフ状態となっており、可動片を押圧すると両固定接片を短絡オンする押しボタン形式のスイッチである。
【０００８】
このような構成のタイマスイッチ７３の動作について説明すると、操作スイッチ８３をオンさせない限り、交流電源７１から換気扇７２を介しタイマスイッチ７３に電流が流れないようになっている。操作スイッチ８３をオンさせると、整流回路８１の出力の直流電源は、抵抗８２と操作スイッチ８３及びダイオード８４を介して電解コンデンサー８７に供給されて電解コンデンサ８７を充電する。この電解コンデンサ８７は、定電圧ダイオード８５で規制される電圧に充電され、マイコン９５の電源端子Ｖｄｄに駆動電源を供給してマイコン９５を動作立ち上げる。マイコン９５が立ち上がるとマイコン９５の出力端子ｒ４０はロー（Ｌ）レベルとなり、スイッチ素子９０のフォトカプラ８６をオンさせて、整流回路８１からの直流電源は、操作スイッチ８３がオフとなってもスイッチ素子９０と抵抗８８を介し持続的に電解コンデンサ８７と定電圧ダイオード８５に直流電源が供給される。
【０００９】
一方、整流回路８１の整流動作により、ゲート抵抗７９に電流Ｉが流れ、トライアック８０の端子Ｔ１とゲートＧとの間に接続されたゲート抵抗７９にトライアック８０をオンさせるゲート電圧（電流Ｉ×ゲート抵抗７９の抵抗値Ｒ）得られる。トライアック８０がオンすると交流電源７１から換気扇７２のモータに所定の電流が供給されて換気扇７２が持続的に回転駆動する。
【００１０】
なお、前記トライアック８０と前記スイッチ素子９０は連動してオン・オフされるようになっている。
【００１１】
前記トライアック８０がオンすると、整流回路８１への交流電源入力がなくなり、ゼロクロス近傍点まで電解コンデンサ８７の充電が停止され、ゼロクロス近傍点に到達するとトライアック８０はオフして、再び電解コンデンサ８７への充電が開始される。つまり、電解コンデンサ８７へのスイッチ素子９０を介しての充電は、交流電源のゼロクロス近傍点期間のみで行われ、交流電源の大半の期間は換気扇７２に供給される。
【００１２】
次に、操作スイッチ８３が再びオンされると、操作スイッチ確認回路９１のトランジスタ９４がオンし、コレクタがハイレベル（Ｈ）からローレベル（Ｌ）に変化する。一方、マイコン９５は、内蔵されたプログラムにより、入力端子ｒ８０がローレベル（Ｌ）になったとき、操作スイッチ８３が再オンされたと判断する。前記操作スイッチ８３が再オンされて、前記トランジスタ９４のコレクタのハイレベル（Ｈ）からローレベル（Ｌ）への変化がマイコン９５の入力端子ｒ８０に入力されると、出力端子ｒ４０をハイレベル（Ｈ）にして前記スイッチ素子９０をオフにして、整流回路８１の直流出力側がオープンとなり、ゲート抵抗７９の電圧降下がなくなりトライアック８０がオフとなり換気扇７２は停止する。
【００１３】
なお、マイコン９５に内蔵されているタイマ機能の時間を時間選択スイッチ９６で選択し、選択した時間経過後前記スイッチ素子９０をオフする信号をマイコン９５の出力端子ｒ４０から供給することで、換気扇２２をオフさせるべく選択した時間経過後自動的に換気扇７２を停止することが可能となっている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
この種のタイマースイッチは、トイレルームやバスルーム等に設置される換気扇または照明灯の単独または並設の操作制御用として用いられ、設置工事の簡素化とコストの低減が求められている。前述した従来のタイマースイッチは、換気扇や照明の負荷をオン・オフする操作スイッチの状態把握を高価なマイコンで行い、かつ、タイマ機能もマイコンに持たせている。このため操作スイッチが操作されて、マイコンで負荷をオフする操作と判断された後、マイコンのタイマー機能で数分間（３〜５分程度）負荷を継続駆動させ、その数分間が経過したタイムアップ時に負荷をオフさせるために、数分間のタイマープログラムをマイコンに設定する必要があり、このタイマープログラムの開発に多くの費用が発生し、タイマースイッチのコストが上昇する課題があった。
【００１５】
一方、数分間のタイマー制御は、高価なマイコンを用いることなく、汎用のタイマーＩＣでタイマー制御可能であり、低価格のタイマースイッチの提供が可能である。そこで、本発明は、従来の課題に鑑み、使用者が負荷をオンさせた後、所定時間負荷を継続駆動させ、所定時間のタイムアップ時に負荷をオフさせるタイマースイッチを高価なマイコンを用いることなく、ＣＲ受放電回路とオペアンプの汎用ロジックと汎用タイマーＩＣを用いて安価なタイマースイッチを提供することを目的とする。
【００１６】
本発明のタイマースイッチは、交流電源と負荷との間に配置された負荷制御用スイッチング手段と、前記負荷制御用スイッチング手段を立ち上げるための操作スイッチを有する立ち上げ用電源手段と、立ち上げ用電源手段の操作スイッチがオン操作されると所定時間前記負荷制御用スイッチング手段と前記立ち上げ用電源手段をオン状態とさせるタイマー手段と、を具備し、前記負荷制御用スイッチング手段は、交流電源に負荷を介して接続されたトライアックと、このトライアックの両端に接続された整流回路と、この整流回路の直流出力端に接続されたスイッチング素子と、を具備し、前記立ち上げ用電源手段は、前記整流回路の直流出力に接続された操作スイッチとラッチングリレーからなるスイッチ手段と、このスイッチ手段の操作スイッチがオン操作された際に、前記整流回路からの直流出力の基でラッチングリレーをオンさせ、かつ、低電圧を生成する低電圧電源手段と、前記タイマー手段で設定された所定時間経過後、前記整流回路の直流出力端のスイッチング素子と前記ラッチングリレーをオフさせる制御手段とを具備したことを特徴とする。
【００１７】
本発明のタイマースイッチの負荷制御用スイッチング手段は、交流電源に負荷を介して接続されたトライアックと、このトライアックの両端に接続された整流回路と、この整流回路の直流出力端に接続されたスイッチング素子とを具備することを特徴とする。
【００１８】
本発明のタイマースイッチの立ち上げ用電源手段は、前記整流回路の直流出力に接続された操作スイッチとラッチングリレーからなるスイッチ手段と、このスイッチ手段の操作スイッチがオン操作された際に、前記整流回路からの直流出力の基でラッチングリレーをオンさせ、かつ、低電圧を生成する低電圧電源手段と、前記タイマー手段で設定された所定時間経過後、前記整流回路の直流出力端のスイッチング素子と前記ラッチングリレーをオフさせる制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１９】
本発明のタイマースイッチの立ち上げ用電源手段は、前記整流回路の直流出力に接続された操作スイッチとこの操作スイッチと並列に配置されたトランジスタスイッチからなるスイッチ手段と、このスイッチ手段の操作スイッチがオン操作された際に、前記整流回路の直流出力の基で前記トランジスタスイッチをオンさせ、かつ、低電圧を生成する低電圧電源手段とを具備し、前記タイマー手段で設定された所定時間経過後、前記整流回路の直流出力端のスイッチング素子と前記トランジスタスイッチをオフ制御することを特徴とする。
【００２０】
本発明のタイマースイッチは、交流電源に負荷を介して接続されたトライアックと、このトライアックの両端にラッチングリレー接点を介して接続された整流回路と、前記トライアックの両端に接続された操作スイッチとラッチングリレーコイルと、前記整流回路の直流出力端に接続されたスイッチング素子とからなる負荷制御用スイッチ手段と、前記負荷制御用スイッチ手段の整流回路の直流出力の基で、低電圧を生成する低電圧電源手段を有する立ち上げ用電源手段と、前記立ち上げ用電源手段で生成された低電圧の立ち上げによりタイマー始動を開始するタイマー手段とを具備し、前記負荷制御用スイッチ手段の操作スイッチのオン操作に応じて、前記ラッチングリレー接点をオン動作させて、前記立ち上げ用電源手段の低電圧電源手段で低電圧の生成と、前記タイマー手段でのタイマー始動の開始と、前記整流回路の直流出力端のスイッチング素子をオン操作させると共に、前記タイマー手段で設定された所定時間経過後、前記負荷制御用スイッチ手段のラッチングリレー接点と整流回路の直流出力端のスイッチング素子をオフさせることを特徴とする。
【００２１】
本発明のタイマースイッチの負荷制御用スイッチ手段のトライアックの両端に接続されたラッチングリレーコイルは、前記ラッチングリレー接点をオン／オフ操作するセットコイルとリセットコイルを有し、前記セットコイルは前記操作スイッチと直列に配置され、前記リセットコイルは、フォトカプラと直列に配置されており、前記操作スイッチのオン操作により前記セットコイルでリレー接点をオンさせ、前記タイマー手段で設定された所定時間経過後、タイマー手段からの制御信号の基で、前記フォトカプラを介して前記リセットコイルでラッチングリレー接点をオフ制御することを特徴とする。
【００２２】
本発明のタイマースイッチは、交流電源に負荷を介して接続されたトライアックと、このトライアックの両端に操作スイッチを介して接続された整流回路と、及びこの整流回路の直流出力端に接続されたスイッチング素子からなる負荷制御用スイッチ手段と、前記負荷制御用スイッチ手段の整流回路の直流出力の基で、低電圧を生成する低電圧電源手段を有する立ち上げ用電源手段と、前記立ち上げ用電源手段で生成された低電圧の立ち上げによりタイマー始動を開始するタイマー手段と、前記負荷制御用スイッチ手段の操作スイッチに並列に接続されたフォトカプラと、このフォトカプラを前記タイマー手段からの制御信号の基で、オン／オフ制御させるフォトカプラ制御手段からなるスイッチ手段とを具備し、前記負荷制御用スイッチ手段の操作スイッチのオン操作に応じて、前記立ち上げ用電源手段の低電圧手段での低電圧生成と、前記タイマー手段でのタイマー始動開始と、前記整流回路の直流出力端のスイッチング素子と、及び前記スイッチ手段をオン操作させる共に、前記タイマー手段で設定された所定時間経過後、前記タイマー手段からの制御信号の基で、前記スイッチ手段とスイッチング素子をオフ操作させることを特徴とする。
【００２３】
本発明のタイマースイッチの負荷制御用スイッチ手段、又は前記立ち上げ用電源手段のいずれかに設けたラッチングリレーのオフ操作は、前記タイマー手段からのタイムアップ信号の基で、前記ラッチングリレーのリセットコイルに供給する励磁電流を制御する制御手段を具備したことを特徴とする。
【００２４】
本発明のタイマースイッチの前記タイマー手段は、汎用のタイマー集積素子で構成されたことを特徴とする。
【００２５】
本発明のタイマースイッチのタイマー手段は、ＣＲ充放電回路とオペアンプによるコンパレータ回路から構成されたことを特徴とする。
【００２６】
本発明のタイマースイッチにより、操作スイッチをオン操作、又はこの操作スイッチに連動させてラッチングリレーのセットコイルを励磁してリレー接点を閉じる等により、整流回路を動作させ、その整流回路からの直流出力を立ち上げ用電源手段に供給して低電位を生成する。この低電位によって、タイマー手段を動作させると共に、このタイマー手段からの制御信号の基で、整流回路の直流出力側を閉回路とするスイッチ素子をオン制御することで、タイマー手段に設定された所定時間負荷に交流電源が供給され、かつ、立ち上げ用電源手段とタイマー手段も継続動作可能となる。前記タイマー手段に設定されている所定の時間が経過すると、前記タイマー手段からのタイムアップ信号の基で、前記整流回路の直流出力側を閉回路にしているスイッチ素子をオフ操作させると共に、前記ラッチングリレーのリセットコイルを励磁してリレー接点を解放する。この結果、負荷への交流電源供給も停止されると共に、タイマースイッチ自体への駆動電源供給が停止できる廉価で設置場所に応じたタイマースイッチの提供が可能となった。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明に係るタイマースイッチの第１の実施形態の回路構成を示す接続ブロック図で、図２は図１に示したタイマースイッチの動作を説明する説明図である。なお、図１は、図９と同一部分は同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００２８】
端子７４と７５の間には、図９と同様に商用交流電源７１と換気扇７２が接続されている。なお、端子７５と整流回路８１の交流入力端との間に、コイル７８とゲート抵抗７９を接続配置しているが、実質的に図９と同じである。
【００２９】
この図１の第１の実施形態と前述の図９の従来との相違は、整流回路８１の直流出力の正極端にサイリスタ１１のアノードが直流出力の負極端にサイリスタ１１のカソードが接続されている。サイリスタ１１のゲートは抵抗１２とコンデンサ１３を介して整流回路８１の直流出力の負極端に接続されている。前記整流回路８１の直流出力の正極端と負極端の間には、抵抗１４と操作スイッチ１５と後述するラッチングリレーのリレー接点１６を吸引するラッチングリレーのセットコイル１７の直列回路が接続されている。前記操作スイッチ１５は、可動片は常時両固定接片と離れたオフ状態となっており、可動片を押圧すると両固定接片を短絡オンする押しボタン形式のスイッチである。
【００３０】
前記整流回路８１の直流出力の正極には、リレー接点１６を介してトランジスタ１８のコレクタが接続されている。このトランジスタ１８のコレクタ・ベース間にはコレクタ抵抗１９が接続され、ベースは定電圧ダイオード２０を介して前記整流回路８１の直流出力の負極端に接続されている。また、このトランジスタ１８のエミッタと前記整流回路８１の直流出力の負極端との間には、電解コンデンサ２１と、前記リレー接点１６を解放するリセットコイル２２とトランジスタ２３のコレクタ・エミッタの直列回路が並列に接続されている。
【００３１】
前記操作スイッチ１５がオンされると、整流回路８１の直流出力電流がセットコイル１７を励磁して、前記リレー接点１６を吸引オンされる。このリレー接点１６のオンにより、トランジスタ１８もオンして、前記整流回路８１の直流出力により、電解コンデンサ２１が定電圧ダイオード２０で規制される電位＋Ｖに充電される。この電解コンデンサ２１の充電電位により、＋極側が＋Ｖ電位ラインで、−極側が基準（Ｅ）電位ラインとなる。
【００３２】
前記トランジスタ２３のベースは抵抗２４を介して、アンドゲート回路２５の出力端が接続され、このアンドゲート回路２５の入力端１は、抵抗２６を介して前記＋Ｖ電位ラインと、電解コンデンサ２７を介してＥ電位ラインに接続されている。さらに、このアンドゲート回路２５の入力端子２は、インバータ回路３６の出力端が接続されている。
【００３３】
前記＋Ｖ電位ラインとＥ電位ラインとの間には、タイマー部２８が接続されている。前記タイマー部２８は、汎用のタイマーＩＣ３１、例えばＢＵ２３０２（ローム社製）が用いられている。このタイマーＩＣ３１のＶｄｄ端子は前記＋Ｖ電位ラインに接続され、ＧＮＤ端子はＥ電位ラインに接続されている。前記タイマーＩＣ３１のＯＵＴ端子には、トランジスタ２９のベースが接続され、このトランジスタ２９のエミッタは、前記＋Ｖ電位ラインに接続されると共に、エミッタ・ベース間には抵抗３０が接続されている。さらに、前記タイマーＩＣ３１のＳＥＴ端子はコンデンサ３５を介して、Ｅ電位ラインに接続されている。前記タイマーＩＣ３１のＯＳＣ１端子に抵抗３２，ＯＳＣ２にコンデンサ３３、ＯＳＣ３端子に抵抗３４が接続され、この抵抗３２，３４とコンデンサ３３の一方端は相互に接続されている。前記トランジスタ２９のコレクタは、前記サイリスタ１１のゲートに抵抗３７を介して接続されていると共に、前記インバータ３６の入力端に接続されている。
【００３４】
このような構成のタイマースイッチの動作について図２を併用して説明する。前記操作スイッチ１５をオンすると、整流回路８１で整流された直流出力によりセットコイル１７が励磁され、リレー接点１６が閉じ、前記整流回路８１の直流出力がスイッチング素子であるトランジスタ１８に供給されてオンする。このトランジスタ１８がオンすると電解コンデンサ２１が充電され、＋Ｖ電位ラインが定電圧ダイオード２０で規制される電圧＋Ｖに立ち上がる。
この＋Ｖ電位ラインの電圧立ち上がりによって、前記タイマー部２８のタイマーＩＣ３１のＳＥＴ端子のコンデンサ３５が充電されて、ＳＥＴ端子がハイ（Ｈ）レベルとなりタイマー始動して、タイマーＩＣ３１のＯＵＴ端子は、ロー（Ｌ）レベルとなり、トランジスタ２９がオンして、ゲート抵抗３７を介してサイリスタ１１のゲートをＨレベルにしてオンさせる。
【００３５】
前記サイリスタ１１がオンされると、前記交流電源７１は、端子７４，整流回路８１，サイリスタ１１，整流回路８１，ゲート抵抗７９，コイル７８、端子７５、及び負荷である換気扇７２を介して流れ、ゲート抵抗７９のゲート電圧によりトライアック８０がオンして、換気扇７２を駆動継続されると共に、トライアック８０がゼロクロス近傍でオフするときに、前記電解コンデンサ２１が充電されて＋Ｖ電位が継続生成される。
【００３６】
一方、前記タイマー部２８のトランジスタ２９のオン動作により、出力のコレクタはＨレベルとなっており、この出力はインバータ３６を介して、アンドゲート回路２５の入力端２に入力され、このアンドゲート回路２５の入力端２はＬレベルとなる。このアンドゲート回路２５の入力端１は、前記＋Ｖ電位ラインから抵抗２６を介して＋Ｖ電位が供給され、コンデンサ２７が充電されるまでＬレベルで、コンデンサ２７が充電されるとＨレベルとなる。一方、タイマーＩＣ３１は、コンデンサ３５が充電されて、タイマー始動するまでアンドゲート回路２５は一瞬Ｈレベルとなる。このため、アンドゲート回路２５の出力は論理積Ｌレベルとなり、トランジスタ２３はオフが維持されている。
【００３７】
次に、前記タイマーＩＣ３１のタイマー始動開始から所定の時間が経過すると、タイマーＩＣ３１はＯＵＴ端子をＨレベルにしてトランジスタ２９をオフする。このトランジスタ２９がオフされると、前記サイリスタ１１がオフして、整流回路８１の直流出力側がオープンとなるために、前記トライアック８０もオフし、交流電源７１の供給が停止して、換気扇７２が停止する。
【００３８】
一方、前記タイマー部２８のトランジスタ２９のオフ動作により、コレクタ出力がＬレベルとなり、前記インバータ３６を介して、前記アンドゲート回路２５の入力端２をＨレベルとして、このアンドゲート回路２５の出力が論理積Ｈレベルとなり、トランジスタ２３がオンして、前記ラッチングリレーのリセットコイル２２が励磁されて、前記リレー接点１６を開放する。この結果、タイマースイッチ自体の動作も停止される。
【００３９】
つまり、負荷への交流電源のオン・オフ指示用のスイッチ釦を押すと接点間を接片が接触してオンし、スイッチ釦を離すと接点間を接片が離れてオフとなる操作スイッチ１５を用い、かつ、タイマー部２８に汎用のタイマーＩＣ３１を用いた構成とし、前記操作スイッチ１５をオンさせた際に、ラッチングリレーのセットコイル１７を励磁してリレー接点１６をオン維持させ、このリレー接点１６のオン動作により、スイッチング素子であるトランジスタ１８をオンさせて、電解コンデンサ２１と定電圧ダイオード２０で構成される低電圧電源手段で低電位＋Ｖを生成し、この低電位＋Ｖによりタイマー部２８を駆動させ、このタイマー部２８の出力の基で、サイリスタ１１とトライアック８０をオン制御して、前記操作スイッチ１５がオフ状態にも関わらず、負荷である換気扇７２に対して交流電源７１を継続供給し、かつ、タイマースイッチの駆動が継続維持される。
【００４０】
一方、タイマー部２８に設定されている時間が経過したタイムアップ時には、タイマーＩＣ３１の出力の基で、前記サイリスタ１１をオフにしてトライアック８０をオフ制御して、負荷である換気扇７２への交流電源供給を停止すると共に、前記タイマー部２８の出力のレベルをアンドゲート回路２５で判別して、前記ラッチングリレーのリセットコイル２２を＋Ｖ電位で励磁して、前記リレー接片１６をオフさせて、タイマースイッチの駆動も停止させるものである。
【００４１】
これにより、汎用の廉価なタイマーＩＣを用いて、タイマースイッチを動作させている間は、交流電源の大半の期間は負荷駆動用の電力として用い、前記タイマースイッチはゼロクロス近傍の僅かな期間の電力で駆動させると共に、タイマー部に設定された時間内には、負荷に駆動電力を継続供給される。前記タイマー部で設定された時間が経過したタイムアップ時には、自動的に負荷とタイマースイッチへの駆動電力供給をオフすることが可能となった。なお、前記タイマーＩＣ３１のＯＳＣ１〜ＯＳＣ３に接続されている抵抗３２，３４及びコンデンサ３３の常数を変えることで、タイマーＩＣ３１による前記タイマースイッチの駆動時間を適時変更可能となる。
【００４２】
次に本発明の第１の実施形態の変形例について図３を用いて説明する。図３は前記タイマー部２８に用いている汎用タイマーＩＣ３１に代えて、コンデンサと抵抗による充放電回路と、オペアンプによるコンパレータで構成したタイマー部である。
【００４３】
この変形例のタイマー部は、前記＋Ｖ電位ラインとＥ電位ラインとの間に、コンデンサ４０と抵抗４１の直列回路と、トランジスタ４２のコレクタ・エミッタと抵抗４３とコンデンサ４４の直列回路が並列に接続されている。前記コンデンサ４０と抵抗４１の接続点には前記トランジスタ４２のベースが接続されている。前記トランジスタ４２のエミッタに接続された抵抗４３とコンデンサ４４の接続点は、摺動抵抗４５とトランジスタ４６のコレクタ・エミッタを介して、前記Ｅ電位ラインに接続されていると共に、オペアンプで生成された第１のコンパレータ４８の−入力端子に抵抗４７を介して接続されている。この第１のコンパレータ４８の出力端子には、第２のコンパレータ５０の−入力端子と、抵抗４９を介して前記トランジスタ４６のベースに接続されている。前記第１と第２のコンパレータ４８，５０の＋入力端子には、前記＋Ｖ電位ラインとＥ電位ラインの間に接続された分圧抵抗５１，５２の接続点に接続されている。前記第２のコンパレータ５０の出力端子は、前記タイマー部２８の出力が供給されるゲート抵抗３７と、及びインバータ３６の入力端との接続点イ（図１参照）に接続されている。
【００４４】
次に、この変形例の動作を前述の図１と併用して説明すると、前記操作スイッチ１５を押圧してオンするとリレー接点１６がオンされ＋Ｖ電位ラインが＋Ｖ電位に立ち上がると、トランジスタ４２のベースはコンデンサ４０を介して＋Ｖ電位ラインに接続されているので、コンデンサ４０が充電されるまでの間、トランジスタ４２がオンしてコンデンサ４４が＋Ｖ電位ラインとほぼ同電位に充電される。前記コンデンサ４０が完全に充電されると、トランジスタ４２はオフとなり、コンデンサ４４への充電動作も停止すると共に、このコンデンサ４４に充電された電荷は、摺動抵抗４５を介して放電される。
【００４５】
前記第１と第２のコンパレータ４８，５０の両＋入力端子には電位＋Ｖを抵抗５１と５２で分割した電圧が闇値として供給されている。前記コンデンサ４４の充電電荷により、第１のコンパレータ４８の入力電圧は＋端子＜一端子となりその出力はＬレベルとなる。第２のコンパレータ５０の入力電圧は−端子＜＋端子となりその出力はＨレベルとなる。この第２のコンパレータ５０の出力により、ゲート抵抗３７を介してサイリスタ１１をオンさせて、これに伴いトライアック８０がオンして負荷に持続的に交流電源が供給される。さらに、前記第２のコンパレータ５０のＨレベル出力により、インバータ３６の出力はＬレベルとなり、アンドゲート回路２５の出力はＬレベルを維持する。前記コンデンサ４４の充電電荷が前記第１と第２のコンパレータ４８と５０の閾値を割るまで第２のコンパレータ５０の出力はＨレベルを維持する。つまり、前記負荷である換気扇７２に交流電源を供給し続け、かつ、タイマー部２８を駆動する＋Ｖ電位ラインの電位も維持生成される。
【００４６】
前記コンデンサ４４の充電電荷が摺動抵抗４５を介して放電し、前記第１と第２のコンパレータ４８，５０の＋端子の閾値以下となると、すなわち、第１のコンパレータ４８が−端子＜＋端子となると、その出力はＨレベルとなるために、トランジスタ４６がオンする。このトランジスタ４６のオンにより、コンデンサ４４の両端が短絡されて電荷が一気に放電される。この結果、第２のコンパレータ５０は−端子＞＋端子の関係となり、その出力（タイマー出力）は、Ｌレベルとなり、サイリスタ１１をオフにし、トライアック８０もオフとなり、負荷への電力供給が停止される。
【００４７】
一方、アンドゲート回路２５は、一方の入力端２は、前記第２のコンパレータ５０の出力のＬレベルがインバータ３６によりＨレベルとなり、その出力が論理積Ｈレベルとなり、トランジスタ２３をオンし、リセットコイル２２が励磁されてリレー接点１６を開放する。これにより、タイマースイッチ自体もオフ状態とする。
【００４８】
なお、前記摺動抵抗４５の摺動片による抵抗値選択により、前記コンデンサ４４の放電時定数が可変選定できるために、負荷に供給する交流電源の供給時間の設定ができる。
【００４９】
次に、本発明の第２の実施形態について図４を用いて説明する。この第２の実施形態の図４のタイマースイッチと前述の第１の実施形態の図１のタイマースイッチとの相違は、前記操作スイッチ１５とラッチングリレーのセットコイル１７とリセットコイル２２及びリレー接点１６は、整流回路８１の直流出力側に配置していたが、この第２の実施形態では、整流回路の交流入力側に設けてことにある。なお、図１と同一部分は同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００５０】
入力端子である端子７４と、端子７５側のラインノイズ抑制コイル７８とゲート抵抗７９との接続点の間に、前記操作スイッチ１５と同じ操作スイッチ１５ａとラッチングリレーのセットコイル１７ａの直列回路と、フォトカプラ５３の受光側と前記ラッチングリレーのリセットコイル２２ａの直列回路が並列に接続されている。さらに、前記端子７４と整流回路８１の交流入力端子間には、前記ラッチングリレーのリレー接片１６ａが接続されている。これにより、前記整流回路８１の直流出力の正端子は、前記スイッチング素子であるトランジスタ１８のコレクタに直接接続されている。さらに、前記アンドゲート回路２５の出力端は、トランジスタ５４のベースに抵抗５５を介して接続され、このトランジスタ５４のコレクタは前記フォトカプラ５３の発光側の出力端に接続され、エミッタはＥ電位ラインに接続されている。前記フォトカプラ５３の発光側の入力端は、抵抗５６を介して、前記＋Ｖ電位ラインに接続されている。
【００５１】
このような構成のタイマースイッチの動作について、図５を併用して説明する。操作スイッチ１５ａをオンさせると、前記セットコイル１７ａは交流電源により励磁されて、リレー接点１６ａがオン維持されて、交流電源が負荷を介して整流回路８１に供給される。この整流回路８１で整流された直流出力により、トランジスタ１８がオンをして、電解コンデンサ２１が定電圧ダイオード２０で規制される電位＋Ｖに充電されて、＋Ｖ電位ラインが立ち上がる。この＋Ｖ電位ラインに立ち上がりにより、前述したようにタイマー部２８が動作し、タイマーの始動が開始されると共に、前記サイリスタ１１がオンされ、このサイリスタ１１のオンにより整流回路８１の直流出力回路が閉回路となり、トライアック８０もオンして、操作スイッチ１５ａがオフ状態であっても負荷に交流電源が継続供給される。
【００５２】
次にタイマー部２８のタイマーカウントが終了するタイムアップ時には、タイマーＩＣ３１のＯＵＴ端子からの制御により、トランジスタ２９がオフされて、前記サイリスタ１１がオフされる。このサイリスタ１１のオフにより、トライアック８０もオフされて負荷に対する交流電源の供給が停止される。一方、前記タイマー部２８の出力により、前記アンドゲート回路２５の入力端２がＨレベルとなり出力が論理積Ｈレベルにより前記トランジスタ５４がオンする。このトランジスタ５４がオンされると、前記フォトカプラ５３もオンして、リセットコイル２２が交流電源によって、励磁されて、前記リレー接点１６ａを開放オフする。これにより、負荷に対する交流電源の供給とタイマースイッチ自体の駆動も停止される。
【００５３】
なお、この第２の実施形態のタイマー部２８を図３に示した抵抗・コンデンサ及びオペアンプ等の汎用ロジックを用いたコンパレータからなるタイマー部に置き換えることも可能である。
【００５４】
次に本発明の第３の実施形態について、図６を用いて説明する。この第３の実施形態の図６のタイマースイッチと図１に示したタイマースイッチとの相違は、前述の第１の実施形態の前記ラッチングリレーに代えて、操作スイッチとトランジスタから構成したスイッチング部５７を設けたことにある。なお、図１と同一部分は同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００５５】
このスイッチング部５７は、前記整流回路８１の直流出力の正端子と＋Ｖ電位ラインとの間には、抵抗５８を介して、前記操作スイッチ１５と同じ形式の操作スイッチ５９が直列に接続され、前記抵抗５８の入力端と前記操作スイッチ５９の出力端との間には、トランジスタ６０のエミッタ・コレクタが接続されている。このトランジスタ６０のエミッタ・ベース間には抵抗６１が接続され、ベースは抵抗６２とトランジスタ６３のコレクタ・エミッタを介して、前記Ｅ電位ラインに接続されている。前記＋Ｖ電位ラインとＥ電位ラインとの間には、前記定電圧ダイオード２０と電解コンデンサ２１が並列に接続されている。前記トランジスタ６３のベースは、抵抗６４を介して、前記タイマー部２８のトランジスタ２９の出力コレクタに接続されている。
【００５６】
次にこの第３の実施形態のタイマースイッチの動作を図７を併用して説明する。前記操作スイッチ５９をオンすると、前記整流回路８１の直流出力は、抵抗５８と操作スイッチ５９を介して、電解コンデンサ２１を充電する。この電解コンデンサ２１は定電圧ダイオード２０で規制される電位＋Ｖに充電されて、＋Ｖ電位ラインに電位＋Ｖを立ち上げる。この＋Ｖ電位ラインの立ち上げにより、前記タイマー部２８が駆動すると共に、タイマーの始動を開始する。このタイマー部２８の駆動により、タイマーＩＣ３１の制御の基で、トランジスタ２９がオンして、コレクタ出力はＨレベルとなり、前記ゲート抵抗３７を介してサイリスタ１１をオンすると共に、前記スイッチング部５７のトランジスタ６３のベースが抵抗６４を介してＨレベルとなりオンされる。このサイリスタ１１のオン動作により、前記整流回路８１は交流電源からの供給される交流入力の基で整流動作を行い、ゲート抵抗７９にゲート電流が流れトライアック８０をオンさせて、負荷に対する交流電源供給が維持継続されると共に、前記スイッチング部５７は、前記トランジスタ６３のオン動作により、トランジスタ６０もオンして、前記操作スイッチ５９がオフ状態にも関わらず、電解コンデンサ２１に整流回路８１からの直流出力が継続供給されて、＋Ｖ電位ラインへの電位＋Ｖの生成を継続維持する。
【００５７】
次に、前記タイマー部２８のタイマーＩＣ３１でタイムカウントを行い、所定の時間が経過したタイムアップ時には、ＯＵＴ端子がＨレベルとなり、トランジスタ２９がオフとなり、このトランジスタ２９のコレクタ出力がＬレベルとなる。これにより、前記サイリスタ１１がオフして、前記トライアック８０をオフすると共に、前記スイッチング部５７のトランジスタ６３のベースもＬレベルとなり、このトランジスタ６３がオフされ、かつ、トランジスタ６０もオフされて、電解コンデンサ２１に供給されていた整流回路８１からの直流出力の供給が停止される。この結果、前記交流電源に接続されている負荷のタイマースイッチの動作が停止される。
【００５８】
なお、この第３の実施形態のタイマー部３８を図３で示した抵抗・コンデンサおよぴオペアンプ等の汎用ロジックで構成したコンパレータからなるタイマー部に置き換えることも可能である。
【００５９】
次に、本発明の第４の実施形態について図８を用いて説明する。前述した第２の実施形態と同様に、整流出力回路８１の交流入力側に操作スイッチを設けて、ラッチングリレーに代えてフォトカプラを用いている。なお、図１乃至図６と同じ部分は同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００６０】
前記交流電源に接続された端子７４と整流回路８１の交流入力端との間には、前記スイッチ５９と同じ形式の操作スイッチ６５を接続し、この操作スイッチ６５の両端子間には、フォトカプラ６６の受光側の両端が接続されている。このフォトカプラ６６の発光側の入力端子には、＋Ｖ電位ラインが抵抗６７を介して接続され、この発光側の出力端子は、トランジスタ６８のコレクタ・エミッタを介して前記Ｅ電位ラインに接続されている。このトランジスタ６８のベースは、抵抗６９を介して前記タイマー部２８のトランジスタ２９のコレクタに接続されている。
【００６１】
このような構成のタイマースイッチの動作を図７と併用して説明する。前記操作スイッチ６５をオンすると、交流電源から整流回路８１に交流入力が供給され整流動作を行う。この整流回路８１の直流出力は、トランジスタ１８をオン動作させて、電解コンデンサ２１を定電圧ダイオード２０で規制される電位＋Ｖに充電されて、＋Ｖ電位ラインに電位＋Ｖが立ち上がる。この＋Ｖ電位ラインの立ち上げにより、前記タイマー部２８が動作開始すると共に、タイマーＩＣ３１がタイマー始動開始し、ＯＵＴ端子をＬレベルとする。このＯＵＴ端子のＬレベルによりトランジスタ２９がオン動作して、ゲート抵抗３７を介してサイリスタ１１をオン動作させると共に、トランジスタ６８のベースもＨレベルとなり、このトランジスタ６８をオン動作される。このトランジスタ６８のオンにより前記フォトカプラ６６の発光側に前記＋Ｖ電位ラインから動作電源が供給されて、フォトカプラ６６もオン動作される。これにより、交流電源からフォトカプラ６６，整流回路８１、サイリスタ１１，整流回路８１、ゲート抵抗７９，及びコイル７８を介して負荷へと供給されて、トライアック８０がオンして負荷が継続駆動される。さらに、前記トランジスタ１８もオン動作を維持して、＋Ｖ電位ラインに電位＋Ｖが生成維持される。
【００６２】
次に、前記タイマー部２８のタイマーＩＣ３１のタイマーカウントが終了したタイムアップ時には、タイマーＩＣ３１のＯＵＴ端子がＨレベルとなり、トランジスタ２９がオフされる。このトランジスタ２９がオフされると、コレクタ出力はＬレベルとなり、ゲート抵抗３７と抵抗６９を介してサイリスタ１１のゲートとトランジスタ６８のベースがＬレベルとなり、サイリスタ１１とトランジスタ６８が共にオフとなり、前記フォトカプラ６６とトライアック８０が共にオフとなり、前記負荷に対する交流電源供給が停止され、かつ、タイマースイッチの動作も停止する。
【００６３】
なお、この第４の実施形態において、前記タイマー部２８は、図３を用いて説明した抵抗・コンデンサ及びオペアンプ等の汎用ロジックを用いてコンパレータからなるタイマー部に置き換えられることは可能である。
【００６４】
又、前述の本発明の各実施形態において、交流電源に接続された負荷として換気扇を例に用いているが、照明灯に置き換えることも可能である。
【００６５】
以上、前述したように本発明のタイマースイッチは、スイッチ釦を押圧するとスイッチ接点がオンし、スイッチ釦の押圧が解除されるとスイッチ接点がオフとなる操作スイッチを用い、交流電源に接続された負荷を駆動後、所定の時間経過するまで負荷の駆動を継続させ、タイムアップ後負荷への交流電源供給を停止すると共に、タイマースイッチの駆動も停止可能としたもので、タイマースイッチのタイマー部は、汎用のタイマーＩＣまたはロジック回路で構成可能で廉価で確実に負荷駆動のタイマー管理が可能となった。
【００６６】
【発明の効果】
本発明は、駆動源から負荷への駆動力供給制御と、負荷の駆動時間を制御するタイマースイッチにおいて、前記タイマースイッチのタイマー部を汎用のタイマーＩＣまたはロジック回路を用いたコンパレータで構成可能で、前記負荷への駆動力供給指示用としてスイッチ釦を押圧時のみオンする操作スイッチを用いことが可能となる。
【００６７】
又、操作スイッチは、交流電源と負荷の接続側に配置したり、又は、タイマースイッチの駆動源を生成する整流直流回路内に配置することが可能としたことにより、負荷の設置場所に応じて、操作スイッチとタイマースイッチの配置選定が可能となった。
【００６８】
これにより、タイマースイッチのタイマープログラム開発を不要とし、かつ、汎用の電子部品を用いることで、コスト低減とタイマースイッチ非駆動時の消費電力の零化が実現できる効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るタイマースイッチの第１の実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態の動作を説明する説明図。
【図３】本発明の第１の実施形態の変形例を示すブロック図。
【図４】本発明に係るタイマースイッチの第２の実施形態の構成を示すブロック図。
【図５】本発明の第２の実施形態の動作を説明する説明図。
【図６】本発明に係るタイマースイッチの第３の実施形態の構成を示すブロック図。
【図７】本発明の第３の実施形態の動作を説明する説明図。
【図８】本発明に係るタイマースイッチの第４の実施形態の構成を示すブロック図。
【図９】従来のタイマースイッチの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１１…サイリスタ
１２、１４、１９，２４，２６，３０，３２，３４，３７，７９…抵抗
１３、３３，３５，７７…コンデンサ
１５…操作スイッチ
１６…ラッチングリレー用のリレー接点
１７…ラッチングリレー用のセットコイル
１８、２３，２９…トランジスタ
２０…定電圧ダイオード、
２１、２７…電解コンデンサ
２２…ラッチングリレー用リセットコイル
２５…アンドゲート回路
２８…タイマー部
３１…タイマーＩＣ
７６…サージ吸引素子
７８…ラインノイズ抑制コイル
８０…トライアック
８１…整流回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a timer switch for turning on loads such as a ventilation fan and an illumination lamp and automatically turning off the loads after a predetermined time has elapsed.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a timer switch using a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) as a control element has been put to practical use as a timer switch for turning on a load such as a ventilation fan and an illumination lamp for a preset time. For example, a specific configuration and operation of a timer switch for controlling on / off of a ventilation fan will be described with reference to FIG.
[0003]
In FIG. 9, reference numeral 71 denotes a commercial AC power supply. One terminal of the timer switch 73 is connected to one AC power supply 71 via an AC motor of the ventilation fan 72, and the other AC power supply 71 is connected to the other AC power supply 71. The other terminal 75 of the timer switch 73 is connected.
[0004]
In the timer switch 73, a surge suction element 76 such as a varistor and a capacitor 77 are connected in parallel between the one terminal 74 and the other terminal 75. Further, the one terminal 74 is connected to one AC input terminal of a rectifier circuit 81 configured by diode bridge connection through a series connection of a line noise suppression coil 78 and a gate resistor 79 of the triac 80. The other terminal 75 is connected to the other AC input terminal of the rectifier circuit 81. A main electrode T1-T2 of the triac 80 is connected between the connection point of the coil 78 and the gate resistor 79 and the other terminal 75. The gate G of the triac 80 is connected to one of the gate resistor 79 and the rectifier circuit 81. It is connected to the connection point with the AC input terminal.
[0005]
A series circuit of a resistor 82, an operation switch 83, a diode 84 and a constant voltage diode 85 is connected between the positive and negative DC output terminals of the rectifier circuit 81. The positive DC output terminal of the rectifier circuit 81 is connected to the light receiving side input terminal of the photocoupler 86. The connection point between the operation switch 83 and the anode of the diode 84 is connected to the base of a transistor 94 for detecting the state of the operation switch 83 via a base resistor 92. The connection point between the cathode of the diode 84 and the cathode of the constant voltage diode 85 is connected to the positive pole of the electrolytic capacitor 87 and the negative pole is connected to the negative DC terminal of the rectifier circuit 81. The positive electrode side of the electrolytic capacitor 87 is a plus (+) power supply line, and is connected to the power supply terminal Vdd of the microcomputer 95, the output end of the photocoupler 86 via the resistor 88, and the collector of the transistor 94. The resistor 93 is connected. The collector of the transistor 94 is connected to the input terminal r80 of the microcomputer 95. The emitter of the transistor 94 and the power supply terminal Vss of the microcomputer 95 are connected to the negative DC output terminal of the rectifier circuit 81. The light emitting side input terminal of the photocoupler 86 is connected to the plus (+) power supply line, and the light emitting side output terminal is connected to the output terminal r 40 of the microcomputer 95 via the resistor 89. Different time selection contacts A1 to A4 of the time selection switch 96 are connected to the terminals r51 to r54 of the microcomputer 95, and the common contact c is connected to the negative DC output terminal of the rectifier circuit 81.
[0006]
The photocoupler 86 and the resistor 89 constitute a switch element 90, and the resistors 92 and 93 and the transistor 94 constitute an operation switch confirmation circuit 91.
[0007]
The operation switch 83 is a push button type switch in which the movable piece is always in an off state away from both the fixed contact pieces, and when the movable piece is pressed, both the fixed contact pieces are short-circuited.
[0008]
The operation of the timer switch 73 having such a configuration will be described. As long as the operation switch 83 is not turned on, no current flows from the AC power supply 71 to the timer switch 73 via the ventilation fan 72. When the operation switch 83 is turned on, the DC power source output from the rectifier circuit 81 is supplied to the electrolytic capacitor 87 via the resistor 82, the operation switch 83, and the diode 84 to charge the electrolytic capacitor 87. The electrolytic capacitor 87 is charged to a voltage regulated by the constant voltage diode 85, and supplies driving power to the power supply terminal Vdd of the microcomputer 95 to start up the microcomputer 95. When the microcomputer 95 starts up, the output terminal r40 of the microcomputer 95 becomes low (L) level, the photocoupler 86 of the switch element 90 is turned on, and the DC power supply from the rectifier circuit 81 is switched even if the operation switch 83 is turned off. DC power is continuously supplied to the electrolytic capacitor 87 and the constant voltage diode 85 through the element 90 and the resistor 88.
[0009]
On the other hand, due to the rectification operation of the rectifier circuit 81, a current I flows through the gate resistor 79, and a gate voltage (current I × gate) that turns on the triac 80 in the gate resistor 79 connected between the terminal T1 and the gate G of the triac 80. A resistance value R) of the resistor 79 is obtained. When the triac 80 is turned on, a predetermined current is supplied from the AC power supply 71 to the motor of the ventilation fan 72, and the ventilation fan 72 is continuously rotated.
[0010]
The triac 80 and the switch element 90 are turned on and off in conjunction with each other.
[0011]
When the triac 80 is turned on, there is no AC power input to the rectifier circuit 81, charging of the electrolytic capacitor 87 is stopped up to the point near the zero cross, and when the point near the zero cross is reached, the triac 80 is turned off and again connected to the electrolytic capacitor 87. Charging starts. That is, charging of the electrolytic capacitor 87 through the switch element 90 is performed only during the period near the zero cross of the AC power supply, and the AC power supply is supplied to the ventilation fan 72 during most of the period.
[0012]
Next, when the operation switch 83 is turned on again, the transistor 94 of the operation switch confirmation circuit 91 is turned on, and the collector changes from the high level (H) to the low level (L). On the other hand, the microcomputer 95 determines that the operation switch 83 is turned on again when the input terminal r80 becomes low level (L) according to the built-in program. When the operation switch 83 is turned on again and a change from the high level (H) to the low level (L) of the collector of the transistor 94 is input to the input terminal r80 of the microcomputer 95, the output terminal r40 is set to the high level ( H), the switch element 90 is turned off, the DC output side of the rectifier circuit 81 is opened, the voltage drop of the gate resistor 79 disappears, the triac 80 is turned off, and the ventilation fan 72 is stopped.
[0013]
The time of the timer function built in the microcomputer 95 is selected by the time selection switch 96, and a signal for turning off the switch element 90 is supplied from the output terminal r40 of the microcomputer 95 after the selected time has elapsed. It is possible to automatically stop the ventilation fan 72 after the elapse of the time selected to turn off.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
This type of timer switch is used for controlling the operation of ventilation fans or lighting lamps installed alone or in parallel in a toilet room, bathroom, etc., and simplification of installation work and cost reduction are required. In the conventional timer switch described above, the state of the operation switch for turning on and off the ventilation fan and the lighting load is grasped by an expensive microcomputer, and the timer function is also provided in the microcomputer. For this reason, after it is determined that the operation switch is operated and the load is turned off by the microcomputer, the load is continuously driven for several minutes (about 3 to 5 minutes) by the timer function of the microcomputer. In order to turn off the load sometimes, it is necessary to set a timer program for a few minutes in the microcomputer, and there is a problem that the development of this timer program generates a lot of costs and the cost of the timer switch increases.
[0015]
On the other hand, timer control for several minutes can be performed with a general-purpose timer IC without using an expensive microcomputer, and a low-cost timer switch can be provided. Therefore, in view of the conventional problems, the present invention does not use an expensive microcomputer for a timer switch that continuously drives a load for a predetermined time after the user turns on the load and turns off the load when the time is up for a predetermined time. An object of the present invention is to provide an inexpensive timer switch using a general purpose logic of a CR receiving and discharging circuit, an operational amplifier, and a general purpose timer IC.
[0016]
The timer switch of the present invention is The load control switching means disposed between the AC power supply and the load, the startup power supply means having an operation switch for starting up the load control switching means, and the operation switch of the startup power supply means are turned on When operated, the load control switching means and a timer means for turning on the start-up power supply means are provided for a predetermined time, and the load control switching means is connected to an AC power supply via a load. A triac, a rectifier circuit connected to both ends of the triac, and a switching element connected to a DC output terminal of the rectifier circuit, and the start-up power supply means is connected to the DC output of the rectifier circuit. Switch means comprising the operated switch and the latching relay, and when the operation switch of the switch means is turned on Switching on the DC output terminal of the rectifier circuit after a predetermined time set by the low voltage power supply means for generating a low voltage and turning on the latching relay based on the DC output from the rectifier circuit and the timer means And a control means for turning off the latching relay. Features.
[0017]
The switching means for load control of the timer switch according to the present invention includes a triac connected to an AC power source via a load, a rectifier circuit connected to both ends of the triac, and a switching connected to a DC output terminal of the rectifier circuit. And an element.
[0018]
The power supply means for starting up the timer switch according to the present invention includes an operation switch connected to a direct current output of the rectifier circuit and a latching relay, and the rectifier when the operation switch of the switch means is turned on. A low-voltage power supply means for turning on the latching relay based on a DC output from the circuit and generating a low voltage; and a switching element at the DC output end of the rectifier circuit after a predetermined time set by the timer means; And a control means for turning off the latching relay.
[0019]
The power supply means for starting up the timer switch according to the present invention includes an operation switch connected to the DC output of the rectifier circuit, a switch means comprising a transistor switch arranged in parallel with the operation switch, and an operation switch of the switch means. A low-voltage power supply means for turning on the transistor switch based on the DC output of the rectifier circuit and generating a low voltage when turned on, and after a predetermined time set by the timer means has elapsed The switching element at the DC output end of the rectifier circuit and the transistor switch are turned off.
[0020]
The timer switch of the present invention includes a triac connected to an AC power source via a load, a rectifier circuit connected to both ends of the triac via a latching relay contact, an operation switch connected to both ends of the triac, and a latching A low voltage that generates a low voltage based on a load control switch means comprising a relay coil and a switching element connected to a DC output terminal of the rectifier circuit, and a DC output of the rectifier circuit of the load control switch means A start-up power supply means having a power supply means; and a timer means for starting a timer by starting a low voltage generated by the start-up power supply means, and turning on an operation switch of the load control switch means In response to the operation, the latching relay contact is turned on to operate the low-voltage power supply of the start-up power supply means. The low voltage generation, the start of the timer start by the timer means, the switching element of the DC output terminal of the rectifier circuit is turned on, and after the predetermined time set by the timer means has elapsed, the load control The switching element of the latching relay of the switch means and the switching element of the DC output terminal of the rectifier circuit are turned off.
[0021]
The latching relay coil connected to both ends of the triac of the load control switch means of the timer switch of the present invention has a set coil and a reset coil for turning on / off the latching relay contact, and the set coil is the operation switch. The reset coil is arranged in series with a photocoupler, the relay contact is turned on with the set coil by turning on the operation switch, and after a predetermined time set by the timer means, The latching relay contact is controlled to be turned off by the reset coil via the photocoupler based on a control signal from a timer means.
[0022]
The timer switch of the present invention includes a triac connected to an AC power source via a load, a rectifier circuit connected to both ends of the triac via an operation switch, and a switching connected to a DC output terminal of the rectifier circuit. Load control switch means comprising elements, start-up power supply means having low-voltage power supply means for generating a low voltage based on the direct current output of the rectifier circuit of the load control switch means, and the start-up power supply means Timer means for starting the timer by the rise of the low voltage generated in step (b), a photocoupler connected in parallel to the operation switch of the load control switch means, and the photocoupler for the control signal from the timer means. And switch means comprising photocoupler control means for on / off control, and the load control switch hand. In response to an ON operation of the operation switch, low voltage generation in the low voltage means of the power supply means for startup, start of timer start in the timer means, a switching element at the DC output terminal of the rectifier circuit, and The switch means is turned on, and the switch means and the switching element are turned off based on a control signal from the timer means after a predetermined time set by the timer means has elapsed.
[0023]
The switching operation of the latching relay provided in either the load control switch means of the timer switch or the start-up power supply means of the present invention is based on the time-up signal from the timer means, and the reset coil of the latching relay And a control means for controlling the exciting current supplied to.
[0024]
The timer means of the timer switch according to the present invention is constituted by a general-purpose timer integrated element.
[0025]
The timer means of the timer switch of the present invention is characterized by comprising a CR charge / discharge circuit and a comparator circuit using an operational amplifier.
[0026]
With the timer switch of the present invention, the operation switch is turned on, or the rectifier circuit is operated by exciting the set coil of the latching relay and closing the relay contact in conjunction with this operation switch, and the DC output from the rectifier circuit. Is supplied to the starting power supply means to generate a low potential. The low potential causes the timer means to operate, and on the basis of a control signal from the timer means, by turning on a switch element having the DC output side of the rectifier circuit as a closed circuit, a predetermined value set in the timer means AC power is supplied to the time load, and the start-up power supply means and the timer means can be continuously operated. When a predetermined time set in the timer means elapses, on the basis of a time-up signal from the timer means, the switch element that closes the DC output side of the rectifier circuit is turned off, and the latching Energize the relay reset coil to release the relay contacts. As a result, the supply of AC power to the load is stopped, and it is possible to provide an inexpensive timer switch according to the installation location that can stop the supply of drive power to the timer switch itself.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a connection block diagram showing a circuit configuration of a first embodiment of a timer switch according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the operation of the timer switch shown in FIG. In FIG. 1, the same parts as those in FIG.
[0028]
A commercial AC power supply 71 and a ventilation fan 72 are connected between the terminals 74 and 75 as in FIG. Note that a coil 78 and a gate resistor 79 are connected between the terminal 75 and the AC input terminal of the rectifier circuit 81, which is substantially the same as FIG.
[0029]
The difference between the first embodiment shown in FIG. 1 and the conventional circuit shown in FIG. 9 is that the anode of the thyristor 11 is connected to the positive terminal of the DC output of the rectifier circuit 81 and the cathode of the thyristor 11 is connected to the negative terminal of the DC output. Yes. The gate of the thyristor 11 is connected to the negative terminal of the DC output of the rectifier circuit 81 through the resistor 12 and the capacitor 13. A series circuit of a resistor 14, an operation switch 15, and a latching relay set coil 17 that attracts a relay contact 16 of a latching relay described later is connected between the positive terminal and the negative terminal of the DC output of the rectifier circuit 81. . The operation switch 15 is a push button type switch in which the movable piece is always in an off state away from both the fixed contact pieces, and when the movable piece is pressed, both the fixed contact pieces are short-circuited.
[0030]
The collector of the transistor 18 is connected to the positive electrode of the DC output of the rectifier circuit 81 via the relay contact 16. A collector resistor 19 is connected between the collector and base of the transistor 18, and the base is connected to the negative terminal of the DC output of the rectifier circuit 81 via the constant voltage diode 20. Between the emitter of the transistor 18 and the negative terminal of the DC output of the rectifier circuit 81, a series circuit of an electrolytic capacitor 21, a reset coil 22 for releasing the relay contact 16, and a collector / emitter of the transistor 23 is provided. Connected in parallel.
[0031]
When the operation switch 15 is turned on, the DC output current of the rectifier circuit 81 excites the set coil 17 and the relay contact 16 is sucked on. When the relay contact 16 is turned on, the transistor 18 is also turned on, and the electrolytic capacitor 21 is charged to the potential + V regulated by the constant voltage diode 20 by the DC output of the rectifier circuit 81. Depending on the charging potential of the electrolytic capacitor 21, the + pole side becomes the + V potential line, and the −pole side becomes the reference (E) potential line.
[0032]
The base of the transistor 23 is connected to the output terminal of an AND gate circuit 25 via a resistor 24, and the input terminal 1 of the AND gate circuit 25 is connected to the + V potential line and an electrolytic capacitor 27 via a resistor 26. Connected to the E potential line. Further, the output terminal of the inverter circuit 36 is connected to the input terminal 2 of the AND gate circuit 25.
[0033]
A timer unit 28 is connected between the + V potential line and the E potential line. As the timer unit 28, a general-purpose timer IC 31, for example, BU2302 (manufactured by ROHM) is used. The Vdd terminal of the timer IC 31 is connected to the + V potential line, and the GND terminal is connected to the E potential line. The base of the transistor 29 is connected to the OUT terminal of the timer IC 31. The emitter of the transistor 29 is connected to the + V potential line, and a resistor 30 is connected between the emitter and the base. Further, the SET terminal of the timer IC 31 is connected to the E potential line via the capacitor 35. The timer IC 31 has a resistor 32 connected to the OSC1 terminal, a capacitor 33 connected to the OSC2, and a resistor 34 connected to the OSC3 terminal. The resistors 32 and 34 and one end of the capacitor 33 are connected to each other. The collector of the transistor 29 is connected to the gate of the thyristor 11 via a resistor 37 and to the input terminal of the inverter 36.
[0034]
The operation of the timer switch having such a configuration will be described with reference to FIG. When the operation switch 15 is turned on, the set coil 17 is excited by the direct current output rectified by the rectifier circuit 81, the relay contact 16 is closed, and the direct current output of the rectifier circuit 81 is supplied to the transistor 18 which is a switching element. To do. When the transistor 18 is turned on, the electrolytic capacitor 21 is charged, and the + V potential line rises to a voltage + V regulated by the constant voltage diode 20.
Due to the voltage rise of the + V potential line, the capacitor 35 of the SET terminal of the timer IC 31 of the timer unit 28 is charged, the SET terminal becomes high (H) level, the timer starts, and the OUT terminal of the timer IC 31 becomes low ( L) level, the transistor 29 is turned on, and the gate of the thyristor 11 is set to H level via the gate resistor 37 to be turned on.
[0035]
When the thyristor 11 is turned on, the AC power supply 71 flows through a terminal 74, a rectifier circuit 81, a thyristor 11, a rectifier circuit 81, a gate resistor 79, a coil 78, a terminal 75, and a ventilation fan 72 that is a load. The triac 80 is turned on by the gate voltage of the gate resistor 79 and the ventilation fan 72 is continuously driven. When the triac 80 is turned off near the zero cross, the electrolytic capacitor 21 is charged and the + V potential is continuously generated.
[0036]
On the other hand, due to the ON operation of the transistor 29 of the timer section 28, the output collector becomes H level, and this output is input to the input terminal 2 of the AND gate circuit 25 via the inverter 36. The input terminal 2 of 25 becomes L level. The input terminal 1 of the AND gate circuit 25 is supplied with the + V potential from the + V potential line via the resistor 26 and is at the L level until the capacitor 27 is charged, and becomes the H level when the capacitor 27 is charged. On the other hand, in the timer IC 31, the AND gate circuit 25 becomes H level for a moment until the capacitor 35 is charged and the timer is started. Therefore, the output of the AND gate circuit 25 becomes the logical product L level, and the transistor 23 is kept off.
[0037]
Next, when a predetermined time elapses after the timer IC 31 starts to start, the timer IC 31 sets the OUT terminal to the H level and turns off the transistor 29. When the transistor 29 is turned off, the thyristor 11 is turned off and the DC output side of the rectifier circuit 81 is opened. Therefore, the triac 80 is also turned off, the supply of the AC power supply 71 is stopped, and the ventilation fan 72 is turned on. Stop.
[0038]
On the other hand, when the transistor 29 of the timer unit 28 is turned off, the collector output becomes L level, the input terminal 2 of the AND gate circuit 25 is set to H level via the inverter 36, and the output of the AND gate circuit 25 is The logical product becomes H level, the transistor 23 is turned on, the reset coil 22 of the latching relay is excited, and the relay contact 16 is opened. As a result, the operation of the timer switch itself is also stopped.
[0039]
That is, when the switch button for instructing on / off of the AC power supply to the load is pressed, the contact piece contacts the contact point and turns on, and when the switch button is released, the contact piece separates the contact point and turns off. And a general-purpose timer IC 31 for the timer unit 28, and when the operation switch 15 is turned on, the set coil 17 of the latching relay is excited to keep the relay contact 16 on, and this relay When the contact 16 is turned on, the transistor 18 which is a switching element is turned on, and a low voltage + V is generated by the low voltage power supply means including the electrolytic capacitor 21 and the constant voltage diode 20, and the timer unit 28 is generated by the low voltage + V. And the thyristor 11 and the triac 80 are turned on based on the output of the timer unit 28, and the operation switch 15 is turned off. Despite state, it continued supply an AC power supply 71 relative to the exhaust fan 72 which is a load, and the driving of the timer switch is continued maintaining.
[0040]
On the other hand, when the time set in the timer unit 28 elapses, the thyristor 11 is turned off and the TRIAC 80 is turned off based on the output of the timer IC 31, and the AC power to the ventilation fan 72 as a load is controlled. The supply is stopped, the output level of the timer unit 28 is determined by the AND gate circuit 25, the reset coil 22 of the latching relay is excited with a + V potential, the relay contact piece 16 is turned off, and the timer The drive of the switch is also stopped.
[0041]
As a result, while operating the timer switch using a general-purpose inexpensive timer IC, the AC power source is used for the load driving power for most of the period, and the timer switch is used for a short period of time near the zero cross. And the driving power is continuously supplied to the load within the time set in the timer unit. When the time set by the timer unit has elapsed, it is possible to automatically turn off the driving power supply to the load and the timer switch. Note that by changing the constants of the resistors 32 and 34 and the capacitor 33 connected to the OSC1 to OSC3 of the timer IC 31, the driving time of the timer switch by the timer IC 31 can be changed at appropriate times.
[0042]
Next, a modification of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a timer unit constituted by a charge / discharge circuit using a capacitor and a resistor and a comparator using an operational amplifier, instead of the general-purpose timer IC 31 used in the timer unit 28.
[0043]
In the timer unit of this modification, a series circuit of a capacitor 40 and a resistor 41 and a series circuit of a collector / emitter of a transistor 42, a resistor 43 and a capacitor 44 are connected in parallel between the + V potential line and the E potential line. Has been. A base of the transistor 42 is connected to a connection point between the capacitor 40 and the resistor 41. The connection point of the resistor 43 and the capacitor 44 connected to the emitter of the transistor 42 is connected to the E potential line via the sliding resistor 45 and the collector / emitter of the transistor 46 and is generated by an operational amplifier. The first comparator 48 is connected to the negative input terminal via a resistor 47. The output terminal of the first comparator 48 is connected to the negative input terminal of the second comparator 50 and the base of the transistor 46 through a resistor 49. The positive input terminals of the first and second comparators 48 and 50 are connected to the connection point of the voltage dividing resistors 51 and 52 connected between the + V potential line and the E potential line. The output terminal of the second comparator 50 is connected to a connection point (see FIG. 1) between the gate resistor 37 to which the output of the timer unit 28 is supplied and the input terminal of the inverter 36.
[0044]
Next, the operation of this modification will be described in combination with FIG. 1 described above. When the operation switch 15 is pressed and turned on, the relay contact 16 is turned on and the + V potential line rises to + V potential. Is connected to the + V potential line via the capacitor 40, so that the transistor 42 is turned on and the capacitor 44 is charged to substantially the same potential as the + V potential line until the capacitor 40 is charged. When the capacitor 40 is fully charged, the transistor 42 is turned off, the charging operation to the capacitor 44 is stopped, and the charge charged in the capacitor 44 is discharged through the sliding resistor 45.
[0045]
A voltage obtained by dividing the potential + V by the resistors 51 and 52 is supplied to both + input terminals of the first and second comparators 48 and 50 as a dark value. Due to the charge of the capacitor 44, the input voltage of the first comparator 48 becomes + terminal <one terminal, and its output becomes L level. The input voltage of the second comparator 50 is −terminal <+ terminal, and its output is H level. With the output of the second comparator 50, the thyristor 11 is turned on via the gate resistor 37, and accordingly, the triac 80 is turned on and the alternating current power is supplied to the load continuously. Further, the output of the inverter 36 becomes L level by the H level output of the second comparator 50, and the output of the AND gate circuit 25 maintains L level. The output of the second comparator 50 maintains the H level until the charge of the capacitor 44 divides the thresholds of the first and second comparators 48 and 50. That is, the AC power is continuously supplied to the ventilation fan 72 that is the load, and the potential of the + V potential line that drives the timer unit 28 is also maintained and generated.
[0046]
When the charge of the capacitor 44 is discharged through the sliding resistor 45 and becomes equal to or less than the threshold value of the positive terminals of the first and second comparators 48 and 50, that is, the first comparator 48 has a negative terminal <+ terminal. Then, since the output becomes H level, the transistor 46 is turned on. When the transistor 46 is turned on, both ends of the capacitor 44 are short-circuited, and the electric charge is discharged at once. As a result, the second comparator 50 has a relationship of −terminal> + terminal, its output (timer output) becomes L level, the thyristor 11 is turned off, the triac 80 is also turned off, and the power supply to the load is stopped. The
[0047]
On the other hand, in the AND gate circuit 25, at one input terminal 2, the L level of the output of the second comparator 50 is changed to H level by the inverter 36, the output becomes the logical product H level, the transistor 23 is turned on and reset. The coil 22 is excited to open the relay contact 16. Thereby, the timer switch itself is also turned off.
[0048]
In addition, since the discharge time constant of the capacitor 44 can be variably selected by selecting the resistance value by the sliding piece of the sliding resistance 45, the supply time of the AC power supplied to the load can be set.
[0049]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference between the timer switch of FIG. 4 of the second embodiment and the timer switch of FIG. 1 of the first embodiment is that the operation switch 15, the set coil 17 of the latching relay, the reset coil 22 and the relay contact 16. Is arranged on the DC output side of the rectifier circuit 81, but in the second embodiment, it is provided on the AC input side of the rectifier circuit. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0050]
Between the connection point of the terminal 74 which is an input terminal, the line noise suppression coil 78 on the terminal 75 side and the gate resistor 79, a series circuit of the operation switch 15a which is the same as the operation switch 15 and the set coil 17a of the latching relay, A series circuit of the light receiving side of the photocoupler 53 and the reset coil 22a of the latching relay is connected in parallel. Further, a relay contact piece 16 a of the latching relay is connected between the terminal 74 and the AC input terminal of the rectifier circuit 81. Thereby, the positive terminal of the DC output of the rectifier circuit 81 is directly connected to the collector of the transistor 18 as the switching element. Further, the output terminal of the AND gate circuit 25 is connected to the base of the transistor 54 via a resistor 55, the collector of the transistor 54 is connected to the output terminal on the light emission side of the photocoupler 53, and the emitter is the E potential line. It is connected to the. The light emitting side input terminal of the photocoupler 53 is connected to the + V potential line via a resistor 56.
[0051]
The operation of the timer switch having such a configuration will be described with reference to FIG. When the operation switch 15a is turned on, the set coil 17a is excited by the AC power supply, the relay contact 16a is maintained on, and the AC power supply is supplied to the rectifier circuit 81 via the load. With the DC output rectified by the rectifier circuit 81, the transistor 18 is turned on, the electrolytic capacitor 21 is charged to the potential + V regulated by the constant voltage diode 20, and the + V potential line rises. When the + V potential line rises, the timer unit 28 operates as described above to start the timer, and the thyristor 11 is turned on. When the thyristor 11 is turned on, the DC output circuit of the rectifier circuit 81 is closed. Even if the operation switch 15a is turned off, the AC power is continuously supplied to the load.
[0052]
Next, when the timer count of the timer unit 28 ends, the transistor 29 is turned off and the thyristor 11 is turned off by the control from the OUT terminal of the timer IC 31. When the thyristor 11 is turned off, the triac 80 is also turned off and the supply of AC power to the load is stopped. On the other hand, the output of the timer section 28 causes the input terminal 2 of the AND gate circuit 25 to be at the H level, and the transistor 54 is turned on when the output is the logical product H level. When the transistor 54 is turned on, the photocoupler 53 is also turned on, and the reset coil 22 is excited by an AC power source to open and close the relay contact 16a. As a result, the supply of AC power to the load and the driving of the timer switch itself are also stopped.
[0053]
The timer unit 28 of the second embodiment can be replaced with a timer unit including a comparator using general-purpose logic such as a resistor / capacitor and an operational amplifier shown in FIG.
[0054]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference between the timer switch shown in FIG. 6 of the third embodiment and the timer switch shown in FIG. 1 is that a switching unit 57 constituted by an operation switch and a transistor instead of the latching relay of the first embodiment described above. It is in having established. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0055]
In the switching unit 57, an operation switch 59 of the same type as the operation switch 15 is connected in series between the positive terminal of the DC output of the rectifier circuit 81 and the + V potential line through the resistor 58. An emitter / collector of the transistor 60 is connected between the input terminal of the resistor 58 and the output terminal of the operation switch 59. A resistor 61 is connected between the emitter and base of the transistor 60, and the base is connected to the E potential line via the resistor 62 and the collector / emitter of the transistor 63. The constant voltage diode 20 and the electrolytic capacitor 21 are connected in parallel between the + V potential line and the E potential line. The base of the transistor 63 is connected to the output collector of the transistor 29 of the timer unit 28 via a resistor 64.
[0056]
Next, the operation of the timer switch of the third embodiment will be described with reference to FIG. When the operation switch 59 is turned on, the DC output of the rectifier circuit 81 charges the electrolytic capacitor 21 via the resistor 58 and the operation switch 59. The electrolytic capacitor 21 is charged to the potential + V regulated by the constant voltage diode 20 and raises the potential + V to the + V potential line. With the rise of the + V potential line, the timer unit 28 is driven and the timer is started. By driving the timer unit 28, the transistor 29 is turned on under the control of the timer IC 31, the collector output becomes H level, the thyristor 11 is turned on via the gate resistor 37, and the transistor of the switching unit 57 is turned on. The base of 63 becomes H level via the resistor 64 and is turned on. When the thyristor 11 is turned on, the rectifier circuit 81 performs a rectification operation based on the AC input supplied from the AC power source, a gate current flows through the gate resistor 79, and the triac 80 is turned ON to supply AC power to the load. In the switching unit 57, the transistor 63 is also turned on by the on operation of the transistor 63, and the direct current from the rectifier circuit 81 is connected to the electrolytic capacitor 21 even though the operation switch 59 is in the off state. The output is continuously supplied, and the generation of the potential + V to the + V potential line is continuously maintained.
[0057]
Next, the time is counted by the timer IC 31 of the timer unit 28, and when the predetermined time elapses, the OUT terminal becomes H level, the transistor 29 turns off, and the collector output of the transistor 29 becomes L level. . As a result, the thyristor 11 is turned off, the triac 80 is turned off, and the base of the transistor 63 of the switching unit 57 is also at the L level. This transistor 63 is turned off, and the transistor 60 is also turned off. The supply of DC output from the rectifier circuit 81 that has been supplied to the capacitor 21 is stopped. As a result, the operation of the load timer switch connected to the AC power supply is stopped.
[0058]
The timer unit 38 of the third embodiment can be replaced with a timer unit including a comparator composed of general-purpose logic such as a resistor / capacitor and an operational amplifier shown in FIG.
[0059]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As in the second embodiment described above, an operation switch is provided on the AC input side of the rectification output circuit 81, and a photocoupler is used instead of the latching relay. The same parts as those in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
[0060]
An operation switch 65 of the same type as the switch 59 is connected between the terminal 74 connected to the AC power supply and the AC input terminal of the rectifier circuit 81, and a photocoupler is connected between both terminals of the operation switch 65. Both ends on the light receiving side 66 are connected. The + V potential line is connected to the light emitting side input terminal of the photocoupler 66 via a resistor 67, and the light emitting side output terminal is connected to the E potential line via the collector / emitter of a transistor 68. Yes. The base of the transistor 68 is connected to the collector of the transistor 29 of the timer unit 28 through a resistor 69.
[0061]
The operation of the timer switch having such a configuration will be described in combination with FIG. When the operation switch 65 is turned on, an AC input is supplied from the AC power source to the rectifier circuit 81 to perform a rectification operation. The DC output of the rectifier circuit 81 turns on the transistor 18 to charge the electrolytic capacitor 21 to the potential + V regulated by the constant voltage diode 20, and the potential + V rises on the + V potential line. As the + V potential line rises, the timer unit 28 starts to operate and the timer IC 31 starts to start the timer. The OUT terminal is set to the L level. The transistor 29 is turned on by the L level of the OUT terminal to turn on the thyristor 11 through the gate resistor 37, and the base of the transistor 68 is also turned to H level, so that the transistor 68 is turned on. When the transistor 68 is turned on, operation power is supplied from the + V potential line to the light emitting side of the photocoupler 66, and the photocoupler 66 is also turned on. Thus, the AC power is supplied to the load through the photocoupler 66, the rectifier circuit 81, the thyristor 11, the rectifier circuit 81, the gate resistor 79, and the coil 78, and the triac 80 is turned on to continuously drive the load. . Further, the transistor 18 also maintains the on operation, and the potential + V is generated and maintained on the + V potential line.
[0062]
Next, when the timer count of the timer IC 31 of the timer unit 28 ends, the OUT terminal of the timer IC 31 becomes H level and the transistor 29 is turned off. When the transistor 29 is turned off, the collector output becomes L level, the gate of the thyristor 11 and the base of the transistor 68 become L level via the gate resistor 37 and the resistor 69, and both the thyristor 11 and transistor 68 are turned off. Both the photocoupler 66 and the triac 80 are turned off, the AC power supply to the load is stopped, and the operation of the timer switch is also stopped.
[0063]
In the fourth embodiment, the timer unit 28 can be replaced with a timer unit composed of a comparator using general-purpose logic such as a resistor / capacitor and an operational amplifier described with reference to FIG.
[0064]
In each of the embodiments of the present invention described above, a ventilation fan is used as an example of a load connected to an AC power supply. However, it can be replaced with an illuminating lamp.
[0065]
As described above, the timer switch of the present invention is connected to an AC power source using an operation switch that turns on when the switch button is pressed and turns off when the switch button is released. After driving the load, the drive of the load is continued until a predetermined time elapses, and the AC power supply to the load is stopped after the time is up, and the timer switch drive can also be stopped. It can be configured with a general-purpose timer IC or a logic circuit, and the load-driven timer management can be reliably performed at a low price.
[0066]
【The invention's effect】
The present invention provides a driving force supply control from a driving source to a load and a timer switch for controlling the driving time of the load, and the timer part of the timer switch can be configured with a general-purpose timer IC or a comparator using a logic circuit. An operation switch that is turned on only when the switch button is pressed can be used as an instruction for supplying driving force to the load.
[0067]
Also, the operation switch can be placed on the connection side of the AC power supply and the load, or it can be placed in the rectified DC circuit that generates the drive source of the timer switch. The arrangement of operation switches and timer switches can be selected.
[0068]
This eliminates the need for developing a timer program for the timer switch, and uses general-purpose electronic components, thereby achieving an effect of realizing cost reduction and zero power consumption when the timer switch is not driven.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a timer switch according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the operation of the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment of a timer switch according to the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the operation of the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a third embodiment of a timer switch according to the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the operation of the third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a fourth embodiment of a timer switch according to the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional timer switch.
[Explanation of symbols]
11 ... Thyristor
12, 14, 19, 24, 26, 30, 32, 34, 37, 79 ... resistance
13, 33, 35, 77 ... capacitors
15 ... Operation switch
16 ... Relay contact for latching relay
17 ... Set coil for latching relay
18, 23, 29 ... transistor
20 ... constant voltage diode,
21, 27 ... Electrolytic capacitors
22 ... Latching relay reset coil
25. AND gate circuit
28 ... Timer section
31 ... Timer IC
76 ... Surge suction element
78 ... Line noise suppression coil
80 ... Triac
81 ... Rectifier circuit

Claims

Load control switching means disposed between the AC power source and the load;
A power supply means for startup having an operation switch for starting the switching means for load control;
Timer means for turning on the load control switching means and the startup power supply means for a predetermined time when the operation switch of the startup power supply means is turned on;
Comprising
The load control switching means includes:
A triac connected to an AC power source via a load;
A rectifier circuit connected to both ends of the triac;
A switching element connected to the DC output terminal of the rectifier circuit,
The power supply means for startup is
Switch means comprising an operation switch and a latching relay connected to the DC output of the rectifier circuit;
A low voltage power supply means for turning on a latching relay based on a direct current output from the rectifier circuit and generating a low voltage when an operation switch of the switch means is turned on;
A timer switch comprising: a switching element at a DC output end of the rectifier circuit and a control means for turning off the latching relay after a predetermined time set by the timer means has elapsed .

A triac connected to an AC power source via a load, a rectifier circuit connected to both ends of the triac via a latching relay contact, an operation switch and a latching relay coil connected to both ends of the triac, and the rectifier circuit Load control switch means comprising a switching element connected to the DC output terminal of
A start-up power supply means having a low-voltage power supply means for generating a low voltage based on a direct current output of a rectifier circuit of the load control switch means;
Timer means for starting a timer by starting a low voltage generated by the power supply means for startup;
The latching relay contact is turned on in response to an ON operation of the operation switch of the load control switch means, and the low voltage power supply means of the start-up power supply means generates a low voltage, and the timer Starting the timer at the means, turning on the switching element at the DC output end of the rectifier circuit, and after a predetermined time set by the timer means, the latching relay contact of the load control switch means and the rectifier A timer switch for turning off a switching element at a DC output end of a circuit.

The latching relay coil connected to both ends of the triac of the load control switch means,
The set coil for turning on and off the latching relay contact and a reset coil, wherein the set coil is arranged in series with the operation switch, and the reset coil is arranged in series with a photocoupler, and the operation switch The relay contact is turned on by the set coil by the ON operation, and after a predetermined time set by the timer means, the latching relay contact is turned on by the reset coil via the photocoupler based on a control signal from the timer means. 3. The timer switch according to claim 2 , wherein the timer switch is turned off.

A load control switch comprising a triac connected to an AC power source via a load, a rectifier circuit connected to both ends of the triac via an operation switch, and a switching element connected to a DC output terminal of the rectifier circuit Means,
A start-up power supply means having a low-voltage power supply means for generating a low voltage based on a direct current output of a rectifier circuit of the load control switch means;
Timer means for starting a timer by starting a low voltage generated by the power supply means for startup;
A photocoupler connected in parallel to the operation switch of the load control switch means, and a switch means comprising photocoupler control means for controlling the photocoupler on / off based on a control signal from the timer means;
A low voltage generation in the low voltage power supply means of the start-up power supply means, a timer start start in the timer means, and the rectification in response to an ON operation of the operation switch of the load control switch means The switching device at the DC output end of the circuit and the switch device are turned on, and after the predetermined time set by the timer device has elapsed, the switch device and the switching device are turned on based on a control signal from the timer device. A timer switch that is turned off.

The control means of the start-up power supply means performs an off operation of the latching relay by controlling an excitation current supplied to a reset coil of the latching relay based on a time-up signal from the timer means. The timer switch according to claim 1 .

The load control switch means turns off the latching relay by controlling an excitation current supplied to a reset coil of the latching relay based on a time-up signal from the timer means. Item 4. The timer switch according to Item 2 or 3 .

7. The timer switch according to claim 1 , wherein the timer means is composed of a general-purpose timer integrated element.

7. The timer switch according to claim 1 , wherein the timer means comprises a CR charging / discharging circuit and a comparator circuit using an operational amplifier.