JPS6168893A

JPS6168893A - 自動点滅装置

Info

Publication number: JPS6168893A
Application number: JP59189960A
Authority: JP
Inventors: 達也加藤; 八村　健二; 喜久永　順一郎
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1984-09-10
Filing date: 1984-09-10
Publication date: 1986-04-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】く技術分野〉本発明は、周囲の明るさに応じて照明機器などの負荷へ
の電力の供給を断続する自動点滅装置に関する。

〈従来技術〉一般に、この種の自動点滅装置では、周囲照度の微弱な
変動で負荷への給電のオン、オフを繰り返す不安定な状
態が生じないようにするために、点灯から消灯に移ると
きの照度と、消灯から点灯に移るときの照度とに差をつ
けて、いわゆるヒステリシス特性をもたせる必要がある
。

第４図は従来の電子式自動点滅装置の構成を示す。プロ
グラマブルユニジャンクショントランジスタ（以下、単
接合トランジスタという）ＰＵＴｌとＰＵＴ２は、アノ
ード電位がゲート電位より所定値以上高くなるとアノー
ド、カソード間が導通状態となり、アノード電位がカソ
ード電位より下がると非導通状態になる。

太陽電池ＳＢＩとＳＢ２は、照度を検出する受光素子で
あり、この太陽電池ＳＢＩとＳＢ２の出力特性を第５図
に示す。抵抗Ｒ１の抵抗値は、太陽電池ＳＢＩの受光照
度がＬｌ　　（ｎｘ）のときに太陽電池Ｓ８１の端子間
電圧がＥ＋　　（ｖ）になるように選定する。また、抵
抗Ｒ２の抵抗値は、太陽電池ＳＢ２の受光照度がＬ２　
　（６ｘ）のときに太陽電池ＳＢ２の端子間電圧がＥｌ
　　（ｖ）になるように選定する。

この電圧Ｅ＋　　（ｖ：ｌは、単接合トランジスタＰＵ
Ｔ１とＰＵＴ２のアノード電位がゲート電位より高くな
り、ゲート電流により単接合トランジスタＰＵＴ１とＰ
ＵＴ２のアノード、カソード間が導通状態になる電圧を
選定する。

いま、太陽電池ＳＢＩとＳＢ２に光が照射されない場合
、抵抗Ｒ１とＲ２のそれぞれの端子間には電圧が発生し
ないため、単接合トランジスタＰＵＴ１とＰＵＴ２はと
もにアノード、ゲート間が同電位であり、単接合トラン
ジスタＰＵＴＩとＰＵＴ２のそれぞれのアノード、カソ
ード間は非導通状態である。したがって、電源ｅからの
交流の正の半サイクルのときに、抵抗Ｒを通ってサイリ
スクＳＣＨのゲートに電流が流れ、サイリスタＳＣＲは
導通し、電源ｅからサイリスクＳＣＲのアノード、カソ
ード間を経てランプＬに給電される。電源ｅからの交流
が負の半サイクルのときには、サイリスタＳＣＲは非導
通状態にある。

電源ｅの交流の負の半サイクルにおいて、後述する理由
によりサイリスタＳＣＲのゲート電流が与えられず、サ
イリスクＳＣＲが非導通状態にあるときには、サイリス
タＳＣＲの７ノード、カソード間には負荷りを介して電
圧ｅｐが印加された状態にある。そして、この電圧ｅｐ
はダイオードＤにより整流され、抵抗Ｒ４の端子間に直
流電圧ＥＲを発生する。抵抗Ｒ３はこの電圧ＥＲを得る
ための分圧抵抗であり、コンデンサＣはダイオードＤに
より整流された電圧を平滑にし、抵抗Ｒ４の端子間に上
述の直流電圧ＥＲを得るためのものである。抵抗Ｒ３と
Ｒ４の抵抗値は、負荷りの内部抵抗「２に対してＲ３＋Ｒ４＞＞ｒゑの関係をもち、抵抗Ｒ３とＲ４を通じて電源ｅから負荷
りへ供給される電力が無視できるようにするとともに、
抵抗Ｒ４に生じる電圧ＥＲによってトランジスタＱを導
通させることができるように定められる。

前述のように、太陽電池ＳＢＩとＳＢ２に光が照射され
ない状態では、サイリスタＳＣＲは電源ｅの交流の正の
半サイクルで導通状態にあり、抵抗Ｒ４の端子間に直流
電圧ＥＲは発生しない。

次に、太陽電池Ｓ、Ｂ１とＳＢ２の受光面の照度がＬｌ
　（ｆｆｘ）に上昇すると、太陽電池ＳＢＩの光起電力
により、抵抗Ｒ１の端子間電圧は、第５図に示すように
、Ｅｌ　　（ｖｌとなり、単接合トランジスタＰＵＴＩ
のアノード、カソード間は導通状態となる。しかし、電
源ｅの交流の正の半サイクルでサイリスタＳＣＲが導通
状態にあるので、抵抗Ｒ４の端子間に電圧ＥＲは発生せ
ず、トランジスタＱは非導通状態にある。また、このと
きには抵抗Ｒ２の端子間の電圧は、第５図に示すように
、Ｂ２　　（Ｖ）となるが、Ｂ２＜Ｅｌであるので、単
接合トランジスタＰＵＴ２のアノード、カソード間は非
導通状態にある。そして、照度がＬｌ（７！ｘ）になっ
たときには、負荷であるランプＬへの給電は続けられる
。

その後、太陽電池ＳＢＩとＳＢ２の受光面の照度がさら
に上昇してＬ２　　（ｊ！ｘ）になると、太陽電池ＳＢ
２の起電力により抵抗Ｒ２の端子間電圧がＥｌ　　（ｖ
）になり、単接合トランジスタＰＵＴ２のアノード、カ
ソード間が導通状態になる。この結果、サイリスクＳＣ
Ｈのゲート、カソード間が単接合トランジスタＰＵＴ２
で短絡されたことになり、それまで抵抗Ｒを通じてサイ
リスタＳＣＲのゲートへ供給されていた電流は、単接合
トランジスタＰＵＴ２を経てサイリスタＳＣＲのカソー
ドへ直接流れ、サイリスタＳＣＲは電源ｅの交流の負の
半サイクルで消弧された後は非導通状態となる。そして
、負荷りへの給電が停止される。

このときには、電源ｅの交流の正の半サイクルでもサイ
リスタＳＣＲが非導通状態にあるので、抵抗、Ｒ４の端
子間に電圧ＥＲが発生し、トランジスタＱが導通状態に
なる。したがって、サイリスクＳＣＲのゲート、カソー
ド間は、単接合トランジスタＰＵＴ２とともに、単接合
トランジスタＰＵＴ１とトランジスタＱとの両方で短絡
される。

その後、太陽電池ＳＢＩとＳＢ２の受光面の照度が低下
して、Ｌ２　（Ｊｘ）ＪＪ下でＬＨ（／ｘ）以上の照度
になると、抵抗Ｒ２の端子間電圧がＥＩＣｖ）以下にな
り、単接合トランジスタＰＵＴ２が非導通状ミになる。

一方、抵抗Ｒ１の端子間電圧はＥ＋　　（ｖ）以上であ
るので、単接合トランジスタＰＵＴＩは導通状態を続け
、トランジスタＱも導通状態にあるため、サイリスタＳ
ＣＲは非導通状態を続ける。そして、負荷りへの給電は
、停止されたままである。

次に、太陽電池ＳＢＩとＳＢ２の受光面の照度がさらに
低下して、Ｌ＋　　（ｇｘ３以下の照度になると、抵抗
Ｒ１の端子間電圧がＥ＋（■）以下になるので、端接合
トランジスタＰＵＴＩが非導通状態になり、サイリスク
ＳＣＲのゲート、カソード間の短絡が無くなる。そして
、サイリスタＳＣＲのゲートへ抵抗Ｒを通って電流が流
れ、サイリスタＳＣＲが導通状態になり、負荷りへの電
力の供給が行なわれる。このとき、抵抗Ｒ４の電圧ＥＲ
が消滅し、トランジスタＱは非導通状態になる。

以上の動作を自動点滅器の実際の環境の下での動作とし
てまとめて表わすと、次表のようになる。

〔２ｘ〕以上で消灯し、照度が低下するときには、照度
がＬ２　　Ｃ１ｘ）より低いＬ＋　　（／ｘ）で点灯す
る。このように、点灯時と消灯時の照度に差をつけて、
ヒステリシス特性をもたせる。

この点灯時と消灯時の照度Ｌｌ（ｌｘ〕とＬ２（ｌ　ｘ
）は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値によってそれぞれ任
意に設定できる。

しかるに、上述の回路では、ランプＬへの電力の供給を
断続するスイッチング素子としてサイリスタＳＣＲを用
いているので、ランプＬが点灯するのは、電源ｅの交流
の正の半サイクルの期間だけであるという欠点を有して
いた。

この欠点を改善して、正負の各半サイクルにおいてラン
プを点灯させるようにしたのが、第６図に示す回路であ
。この回路では、上述の第４図の回路のす・イリスタＳ
ＣＲをトライアックＴに置き換える。そして、正の半サ
イクルにおいては、図中で記号にダッシュ（°）を付し
ていない回路素子により形成される回路が動作し、負の
半サイクルにおいては、記号にダッシュ（°）を付した
回路素子により形成される回路が動作する。この場合に
は、ランプＬの点灯から消灯への切り換え用の太陽電池
を２咽、また、ランプ乙の消灯から点灯への切り換え用
の太陽電池を２個と、計４個の太陽電池を必要とすると
ともに、単接合トランジスタ、その他の半導体素子の部
品点数が第４図の回路の２倍になるという欠点を有して
いた。さらに、各回路素子の特性にばらつきがあるため
、正負の各半サイクル毎の調整が難しいなどの欠点があ
った。

〈発明の目的〉本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、簡単な回路構成で正負の各半サイクルともに負荷
への電力供給が行えるようにした自動点滅装置を提供す
ることである。

〈発明の構成〉本発明においては、周囲の照度に応じて負荷への電力の
供給を断続する自動点滅装置において、負荷への電力の
供給を断続する双方向性スイッチング素子と、周囲の照
度に応じた起電力を発生する第１及び第２の太陽電池と
、この第１及び第２の太陽電池の起電力に応じて動作す
る第１及び第２の一方向性スイッチング素子と、この第
１及び第２の一方向性スイッチング素子と上記双方向性
スイッチング素子とを接続するダイオードブリッジとを
備えたことを特徴とする。

〈実施例〉以下、本発明の一実施例について説明する。

第１図は第１の実施例を示す。トライアックＴのゲート
と端子Ｔ１との間にダイオードブリッジＤＢの入力側端
子が接続され、このダイオードブリッジＤＢの出力ＩＭ
Ｑ　Ｅ子間に、Ｒ接合トランジスタＰＵＴ２が接続され
、この単接合トランジスタＰＵＴ２のゲートとアノード
との間に抵抗Ｒ２と太陽電池ＳＢ２とが並列に接続され
る。ダイオードブリッジＤＢの出力側端子間には、さら
に、単接合トランジスタＰＵＴＩとトランジスタＱとが
直列に接続され、単接合トランジスタＰＵＴＩのゲート
とアノードとの間に抵抗Ｒ１と太陽電池ＳＢ１とが並列
に接続される。

トランジスタＱのベースとエミッタとの間には、抵抗Ｒ
４とコンデンサＣとが並列に接続され、さらに、トラン
ジスタＱのベースとトライアックＴめ端子Ｔ２との間に
ダイオードＤと抵抗Ｒ３とが接続される。トライアック
Ｔのゲートと端子Ｔ２との間に抵抗Ｒが接続され、トラ
イア・ンクＴの端子ＴＬ、Ｔ２間に電源ｅとランプＬと
が接続される。

以下、第１図の回路の動作を説明する。

周囲照度が低く、太陽電池ＳＢＩ、ＳＢ２の起電力が小
さいときには、単接合トランジスタＰＵＴ１、ＰＵＴ２
ともに非導通状態になり、抵抗Ｒを介してトライアック
Ｔのゲートに電流が流れ、トライアックＴが導通状態に
なって、ランプＬが点灯する。

周囲照度が上昇してＬＩ　ＣＩ！Ｘ〕になると、太陽電
池ＳＢＩの起電力により抵抗Ｒ１の端子間電圧がＥｌ　
　（Ｖ）となり、単接合トランジスタＰＵＴ１が導通す
る。しかし、このときにはトランジスタＱが非導通状態
であるので、トライアックＴは導通状態を続け、ランプ
Ｌの点灯が続く。

その後、周囲照度がさらに上昇してＬ２　　（Ｊｘ）に
なると、太陽電池ＳＢ２の起電力により、抵抗Ｒ２の端
子間電圧がＥ２　　（Ｖ）になり、単接合トランジスタ
ＰＵＴ２が導通する。このときには、トライアックＴの
ゲートと端子Ｔ１の間が短絡されたことになり、トライ
アックＴのゲートに電流が流れなくなって、トライアッ
クＴは非導通状態になる。そして、ランプＬは消灯する
。このときには、トライアックＴの端子ＴＩ、７２間の
電圧により、トランジスタＱが導通する。そして、周囲
照度Ｌ２　　（Ａｘ３以上であると、ランプしは消灯し
たままである。

次に、周囲照度が低下してＬ２　　（Ｉｔｘ）以下でＬ
Ｉ　　（４１３以上になると、太陽電池ＳＢ２の起電力
が低下して、抵抗Ｒ２の端子間電圧がＥ２　〔ｖ〕以下
になり、単接合、トランジスタＰＵＴ２が非導通状態に
なるが、このときには単接合トランジスタＰＵＴＩとト
ランジスタＱによりトライアックＴのゲートと端子Ｔ１
の間の短絡が続いているので、トライアックＴは導通せ
ず、ランプＬは消灯したままである。

周囲照度がさらに低下してＬＩ　　（ｆｆｉｘ）以下に
なると、太陽電池ＳＢＬの起電力が低下して抵抗Ｒ１の
端子間電圧がＥ＋　　（ｖ）以下になり、単接合トラン
ジスタＰＵＴＩが非導通状態になって、トライアックＴ
のゲートと端子Ｔ１の間の短絡が除かれ、トライアック
Ｔのゲートに抵抗Ｒを介して電流が流れ、トライアック
Ｔが導通状態になって、ランプＬが点灯する。

すなわち、この回路では、周囲照度がＬ２　　（βＸ〕
で点灯から消灯に移り、周囲照度がＬ２　　Ｃ１１ｘ〕
より低いＬＩ　　Ｃ１ｘ’３になると消灯から点灯に移
る。

この第１図の回路のダイオードブリッジＤＢより右側の
回路を等価的にスイッチＳで置き換えたものが、第２図
の回路であり、スイッチＳに流れる電流は、実線ａと破
線すで示すように、電源ｅからの交流の正負の各半サイ
クルにおいてともに同じ方向に流れる。したがって、上
述の第６図の回路のように、正負の各半サイクルに対し
て別々にスイッチング回路を必要とせず、回路の部品点
数が大幅に削減される。

第３図は本発明の第２の実施例を示す。トライアックＴ
の端子Ｔ２が抵抗Ｒ７を介してダイオードブリッジＤＢ
の第１の入力側端子に接続され、トライアックＴの端子
Ｔ１が抵抗Ｒ８を介してダイオードブリッジＤＢの第２
の入力側端子に接続され、トライアックＴのゲートがダ
イオードブリッジＤＢの第２の入力端端子に接続される
。トライアックＴの端子ＴＩ、Ｔ２間には、さらに、電
源ｅとランプＬが直列に接続される。

ダイオードブリッジＤＢの出力側端子間には、サイリス
タ５ＣＲ２が接続され、このサイリスタ５ＣＲ２のアノ
ードとゲートとの間に抵抗Ｒ６が接続される。サイリス
タ５ＣＲ２のゲートとカソードとの間に単接合トランジ
スタＰＵＴ２が接続され、この単接合トランジスタＰＵ
Ｔ２のアノードとゲートとの間に抵抗Ｒ２と太陽電池Ｓ
Ｂ２が並列に接続され、単接合トランジスタＰＵＴ２の
アノードとカソードとの間にトランジスタＱが接続され
る。

トライアックＴの端子Ｔ２とトランジスタＱのベースと
の間にダイオードＤと抵抗Ｒ３とが直列に接続され、ト
ランジスタＱのベースとエミッタとの間に抵抗Ｒ４とコ
ンデンサＣとが並列に接続される。

ダイオードブリッジＤＢの出力側端子間には、さらに、
サイリスクＳＣＲ１が接続され、このサイリスタ５ＣＲ
Ｉのアノードとゲートとの間に抵抗Ｒ５が接続される。

サイリスタ５ＣＲＩのゲートとカソードとの間に単接合
トランジスタＰＵＴ１が接続され、この単接合トランジ
スタＰＵＴＩのアノードとゲートとの間に抵抗Ｒ１と太
陽電池ＳＢＩが並列に接続される。

以下、この第３図の回路の動作を説明する。

上述の第１図の回路においては、ランプＬが消灯してい
るとき、すなわちトライアックＴが非導通状態のときに
も、トライアックＴの端子Ｔ２とゲートの間の抵抗Ｒに
電流が流れる。この抵抗ＲはトライアックＴのゲート電
流を供給するための抵抗であるので、抵抗値をあまり大
きくすることができず、したがって、ランプＬの消灯時
における電力消費が大きくなる。これに対して、第３図
の回路では、トライアックＴの端子Ｔ２とゲートの間に
ダイオードブリッジＤＢを介してスイッチング回路を接
続し、トライアックＴが非導通のときには、サイリスク
５ＣＲＩ、５ＣＲ２がともに非導通になるようにしたの
で、無駄な電力消費が無くなる。

周囲照度が低く、太陽電池ＳＢＩ、ＳＢ２の起電力が小
さいときには、単接合トランジスタＰＵＴ１、ＰＵＴ２
はともに非導通状態となり、サイリスタ５ＣＲＩのゲー
トに抵抗Ｒ５を介して、また、サイリスタ５ＣＲ２のゲ
ートに抵抗Ｒ６を介して、それぞれゲート電流が流れ、
サイリスク５ＣＲＩ。

５ＣＲ２はともに導通状態になる。そして、抵抗Ｒ７を
介してトライチックＴのゲートに電流が流れ、トライア
ックＴは導通状態になり、ランプＬは点灯する。このと
きには、トランジスタＱのベース電位は低く、トランジ
スタＱは非導通状態である。

周囲照度が上昇してＬ＋　　ＣＩ！ｘ）になると、太陽
電池ＳＢＩの起電力により抵抗Ｒ１の端子間電圧がＥ＋
　　（ｖ）となり、単接合トランジスタＰＵＴ１が導通
ずる。このため、サイリスタ５ＣＲＩのゲートとカソー
ドの間が短絡され、サイリスク５ＣＲ１が非導通状態と
なるが、このときには、単接合トランジスタＰＵＴ２は
まだ非導通状態であるので、サイリスタ５ＣＲ２が導通
状態であり、トライアックＴは導通状態でランプＬは点
灯が続く。

その後、周囲照度がさらに上昇してＬ２　　（ｊ！Ｘ）
になると、太陽電池ＳＢ２の起電力により抵抗Ｒ２の端
子間電圧がＥ＋　　（ｖ）となり、単接合トランジスタ
ＰＵＴ２が導通する。そして、サイリスタ５ＣＲ２のゲ
ートとカソードの間が短絡され、サイリスク５ＣＲ２が
非導通状態になり、トライチックＴのゲートへ電流が流
れなくなり、トライアックＴは非導通状態になる。した
がって、ランプＬは消灯する。このときには、トライア
ックＴの端子Ｔｌ、７２間の電圧により、トランジスタ
Ｑが導通する。そして、周囲照度がＬ２　　（βＸ３以
上であると、ランプＬは消灯したままである。

次に、周囲照度が低下してＬ２　　（ｊ！ｘ）以下でＬ
＋　　（Ａｘ）以上になると、太陽電池ＳＢ２の起電力
が低下して抵抗Ｒ２の端子間電圧がＥ＋　　（ｖ）以下
になり、単接合トランジスタＰＵＴ２が非導通状態にな
るが、このときには、トランジスタＱが導通状態にある
ので、サイリスタ５ＣＲ２の非導通状態が続き、トライ
アックＴは非導通状態で、ランプＬは消灯したままであ
る。

周囲照度がさらに低下してＬＨ［：Ｊｘ］以下になると
、太陽電池ＳＢＩの起電力が低下して、抵抗Ｒ１の端子
間電圧がＥ＋　　（ｖ）以下になり、単接合トランジス
タｐｕ’ｒｔが非導通状態になって、サイリスタ５ＣＲ
Ｉのゲートに抵抗Ｒ５を介して電流が流れ、サイリスタ
５ＣＲＩが導通する。そして、トライアックＴのゲート
に抵抗Ｒ７を介して電流が流れ、トライアックＴが導通
状態になって、ランプＬが点灯する。そして、トライア
ックＴが導通することによって、トランジスタＱが非導
通状態になって、サイリスタ５ＣＲ２も導通状態になる
。

〈発明の効果〉以上説明したように、本発明においては、双方向性スイ
ッチング素子により負荷への電力の供給を断続するとと
もに、２個の太陽電池の起電力に応じて動作する２個の
一方向性スイッチング素子によりダイオードブリッジを
介して上記双方向性スイッチング素子を制御するように
したから、回路構成を簡単化して回路の部品点数を少な
くし、しかも、交流電源の正負の各半サイクルで負荷へ
電力を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す回路図、第２図は
第１図の回路の等何回路を示す回路図、第３図は本発明
の第２の実施例を示す回路図、第４図と第６図は自動点
滅装置の従来例を示す回路図、第５図は太陽電池の出力
特性を示すグラフである。Ｔ−トライアックＳＢＩ、５Ｂ２−−一太陽電池ＰＵＴＩ、ＰＵＴ２−単接合トランジスタＤＢ−・−ダ
イオードブリッジ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）周囲の照度に応じて負荷への電力の供給を断続す
る自動点滅装置において、負荷への電力の供給を断続す
る双方向性スイッチング素子と、周囲の照度に応じた起
電力を発生する第１及び第２の太陽電池と、この第１及
び第２の太陽電池の起電力に応じて動作する第１及び第
２の一方向性スイッチング素子と、この第１及び第２の
一方向性スイッチング素子と上記双方向性スイッチング
素子とを接続するダイオードブリッジとを備えたことを
特徴とする自動点滅装置。