JP3044603U - Phase control circuit - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源の周波数や電圧の変化に対して負荷を安
定に制御することが困難であった。 【解決手段】 低域通過フィルタ２３は交流電源１１の
周波数を検知し、検波回路２４は、検出した周波数に応
じた電圧を生成し、ＰＵＴ１７のゲートに供給する。Ｐ
ＵＴ１７は電源の周波数に応じてブレークするタイミン
グが変化されるため、サイリスタ１３の導通角を電源の
周波数や電圧が変わった場合においてもほぼ一定に制御
できる。 (57) [Summary] [Problem] It has been difficult to stably control a load in response to a change in frequency or voltage of a power supply. A low-pass filter detects a frequency of an AC power supply, and a detection circuit generates a voltage corresponding to the detected frequency and supplies the voltage to a gate of a PUT. P
Since the break timing of the UT 17 changes according to the frequency of the power supply, the conduction angle of the thyristor 13 can be controlled to be substantially constant even when the frequency or voltage of the power supply changes.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【０００１】[0001]

【考案の属する技術分野】[Technical field to which the invention belongs]

この考案は、例えば電動工具に使用され、そのモータの回転速度を制御する位 相制御回路に関する。 The present invention relates to a phase control circuit which is used, for example, in a power tool and controls the rotation speed of the motor.

【０００２】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

この種の位相制御回路は、電動工具に装着され、トリガスイッチの操作に応じ て電動工具に設けられたモータの回転速度を制御する。 図５は、従来の位相制御回路を示している。図５において、交流電源５１の一 端は、例えばモータからなる負荷５２の一端に接続されている。この負荷５２の 他端はサイリスタ５３のアノードに接続されている。このサイリスタ５３のカソ ードは交流電源５１の他端に接続されている。前記負荷５２の他端は、抵抗５４ 、可変抵抗５５、コンデンサ５６を介して、交流電源５１の他端に接続されてい る。前記コンデンサ５６にはダイオード５７が並列接続されている。前記可変抵 抗５５とコンデンサの接続ノードと前記サイリスタ５３のゲートとの相互間には 双方向サイリスタ（トライアック）５８が接続されている。前記可変抵抗５５は 、図示せぬトリガスイッチの操作子に連動されている。抵抗５４は可変抵抗５５ 、ダイオード５７、双方向サイリスタ５８、及びサイリスタ５３のゲートを保護 するとともに、サイリスタ５３の導通角を微調整するためのものであり、この抵 抗５４の抵抗値を変えることにより電源の周波数が５０Ｈｚに対応した位相制御 回路と、６０Ｈｚに対応した位相制御回路とが製造される。 This type of phase control circuit is mounted on a power tool and controls the rotation speed of a motor provided on the power tool in response to operation of a trigger switch. FIG. 5 shows a conventional phase control circuit. In FIG. 5, one end of an AC power supply 51 is connected to one end of a load 52 composed of, for example, a motor. The other end of the load 52 is connected to the anode of the thyristor 53. The cathode of the thyristor 53 is connected to the other end of the AC power supply 51. The other end of the load 52 is connected to the other end of the AC power supply 51 via a resistor 54, a variable resistor 55, and a capacitor 56. A diode 57 is connected to the capacitor 56 in parallel. A bidirectional thyristor (triac) 58 is connected between the connection node between the variable resistor 55 and the capacitor and the gate of the thyristor 53. The variable resistor 55 is linked to a trigger switch (not shown). The resistor 54 protects the variable resistor 55, the diode 57, the bidirectional thyristor 58, and the gate of the thyristor 53, and finely adjusts the conduction angle of the thyristor 53. Changing the resistance value of the resistor 54 As a result, a phase control circuit corresponding to a power supply frequency of 50 Hz and a phase control circuit corresponding to 60 Hz are manufactured.

【０００３】 上記構成において、トリガスイッチの操作子を操作すると、可変抵抗５５の抵 抗値が変化され、双方向サイリスタ５８を介してサイリスタ５３の導通角が変化 される。このため、負荷５２としてのモータに供給される電力が可変され、モー タの回転速度が変化される。In the above configuration, when the operator of the trigger switch is operated, the resistance value of the variable resistor 55 is changed, and the conduction angle of the thyristor 53 is changed via the bidirectional thyristor 58. Therefore, the power supplied to the motor as the load 52 is varied, and the rotation speed of the motor is changed.

【０００４】[0004]

【考案が解決しようとする課題】 上記のように、従来は電源周波数に対応して、２種類の回路を製造する必要が あり、部品の管理が煩雑であった。 また、この種の電動工具は、電源周波数が５０Ｈｚの場所や、６０Ｈｚの場所 で使用されることあがある。この時、位相制御回路に設定された周波数と、電源 周波数が異なる場合、次のような問題が発生する。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, conventionally, it has been necessary to manufacture two types of circuits corresponding to the power supply frequency, and component management was complicated. In addition, this type of power tool may be used in a place where the power frequency is 50 Hz or a place where the power frequency is 60 Hz. At this time, if the power supply frequency is different from the frequency set in the phase control circuit, the following problem occurs.

【０００５】 図６は、可変抵抗５５の抵抗値の変化に対する導通角の変化を、電源の周波数 が５０Ｈｚの場合と、６０Ｈｚの場合とで示している。従来の回路において、可 変抵抗５５の抵抗値が、例えば３００ＫΩに設定された場合、電源電圧が１００ Ｖで、電源周波数が５０Ｈｚの場合、導通角が約７５°、６０Ｈｚの場合、導通 角が約５５°となり、同一の抵抗値であっても、電源周波数に応じて導通角が異 なる。FIG. 6 shows a change in the conduction angle with respect to a change in the resistance value of the variable resistor 55 when the power supply frequency is 50 Hz and 60 Hz. In a conventional circuit, when the resistance value of the variable resistor 55 is set to, for example, 300 KΩ, the conduction angle is about 75 ° when the power supply voltage is 100 V, the power supply frequency is 50 Hz, and the conduction angle is It is about 55 °, and the conduction angle differs according to the power supply frequency even with the same resistance value.

【０００６】 これはトリガスイッチの操作子の操作量が同一でも、電源周波数に応じてモー タの回転速度が異なることとなり、電動工具を使用していて違和感を生じる。つ まり、例えば５０Ｈｚ用の電動工具を通常５０Ｈｚの電源で使用している使用者 が、同一の電動工具を電源周波数が６０Ｈｚの地域で使用した場合、あるいはこ の逆に、６０Ｈｚ用の電動工具を通常６０Ｈｚの電源で使用している使用者が、 同一の電動工具を電源周波数が５０Ｈｚの地域で使用した場合、モータの回転速 度が通常の使用状態と異なるため、操作性が良好でないものであった。[0006] This means that even if the operation amount of the operation element of the trigger switch is the same, the rotation speed of the motor differs according to the power supply frequency, and the use of the power tool causes a feeling of strangeness. That is, for example, when a user who uses a power tool for 50 Hz with a power supply of 50 Hz normally uses the same power tool in an area where the power frequency is 60 Hz, or vice versa, a power tool for 60 Hz is used. When the same power tool is used in an area where the power frequency is 50 Hz, the user who normally uses a 60 Hz power supply has a poor operability because the rotation speed of the motor is different from the normal use condition. Met.

【０００７】 さらに、従来の位相制御回路は、図６に示すように、電源電圧が変わった場合 にも導通角が変化するため、負荷の安定な制御が困難であった。 この考案は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とする ところは、電源周波数の変化や電源電圧の変化に拘わらず、負荷に供給する電力 を安定に保持することが可能な位相制御回路を提供しようとするものである。Further, in the conventional phase control circuit, as shown in FIG. 6, since the conduction angle changes even when the power supply voltage changes, stable control of the load is difficult. The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and its purpose is to stably maintain power supplied to a load regardless of a change in a power supply frequency or a change in a power supply voltage. It is intended to provide a simple phase control circuit.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

この考案の位相制御回路は、負荷に接続され、この負荷に供給する電力を制御 するサイリスタと、前記負荷に供給する電力を調整するための第１の制御電圧を 生成する可変抵抗を含む第１の電圧生成回路と、電源電圧の周波数を検出する検 出回路と、この検出回路により検出された周波数に応じて異なるレベルの第２の 制御電圧を生成する第２の電圧生成回路と、前記第２の電圧生成回路により生成 された第２の制御電圧がゲートに供給され、前記第１の電圧生成回路により生成 された第１の制御電圧がアノードに供給され、カソードが前記サイリスタのゲー トに接続され、前記第１、第２の電圧に応じてブレーク電圧が制御されるプログ ラマブル・ユニジャンクション・トランジスタとを有している。 A phase control circuit according to the present invention includes a first thyristor connected to a load and controlling a power supplied to the load, and a variable resistor generating a first control voltage for adjusting the power supplied to the load. A voltage generation circuit, a detection circuit for detecting a frequency of the power supply voltage, a second voltage generation circuit for generating a second control voltage having a different level according to the frequency detected by the detection circuit, The second control voltage generated by the second voltage generation circuit is supplied to the gate, the first control voltage generated by the first voltage generation circuit is supplied to the anode, and the cathode is connected to the gate of the thyristor. And a programmable unijunction transistor, the break voltage of which is controlled in accordance with the first and second voltages.

【０００９】[0009]

【考案の実施の形態】[Embodiment of the invention]

以下、この考案の一実施の形態について、図面を参照して説明する。 図１において、交流電源１１の一端は、例えばモータからなる負荷１２の一端 に接続されている。この負荷１２の他端はサイリスタ１３のアノードに接続され ている。このサイリスタ１３のカソードは交流電源１１の他端に接続されている 。前記負荷１２の他端は、抵抗２５、可変抵抗１４、コンデンサ１５を直列に介 して、交流電源１１の他端に接続されている。前記コンデンサ１５にはダイオー ド１６が並列接続されている。前記可変抵抗１４とコンデンサ１５の接続ノード Ｎ１には、プログラマブル・ユニジャンクション・トランジスタ（ＰＵＴ）１７ のアノードが接続されている。このＰＵＴ１７のカソードは前記サイリスタ１３ のゲートに接続されている。前記可変抵抗１４は、図示せぬトリガスイッチの操 作子に連動されている。前記抵抗２５は可変抵抗１４、ダイオード１６、ＰＵＴ １７、及びサイリスタ１３のゲートを保護するものである。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, one end of an AC power supply 11 is connected to one end of a load 12 composed of, for example, a motor. The other end of the load 12 is connected to the anode of the thyristor 13. The cathode of the thyristor 13 is connected to the other end of the AC power supply 11. The other end of the load 12 is connected to the other end of the AC power supply 11 via a resistor 25, a variable resistor 14, and a capacitor 15 in series. A diode 16 is connected in parallel to the capacitor 15. An anode of a programmable unijunction transistor (PUT) 17 is connected to a connection node N1 between the variable resistor 14 and the capacitor 15. The cathode of the PUT 17 is connected to the gate of the thyristor 13. The variable resistor 14 is linked to an operation of a trigger switch (not shown). The resistor 25 protects the variable resistor 14, the diode 16, the PUT 17, and the gate of the thyristor 13.

【００１０】 前記交流電源１１には、抵抗１８とコンデンサ１９からなる直列回路が並列接 続されている。これら抵抗１８とコンデンサ１９の接続ノードＮ２にはダイオー ド２０のアノードが接続されている。このダイオード２０のカソードはコンデン サ２１を介して交流電源１１の他端に接続されるとともに、抵抗２２を介してＰ ＵＴ１７のゲートに接続されている。A series circuit comprising a resistor 18 and a capacitor 19 is connected in parallel to the AC power supply 11. The connection node N2 between the resistor 18 and the capacitor 19 is connected to the anode of the diode 20. The cathode of the diode 20 is connected to the other end of the AC power supply 11 via a capacitor 21 and to the gate of the PUT 17 via a resistor 22.

【００１１】 前記抵抗１８とコンデンサ１９は低域通過フィルタ２３を構成し、前記ダイオ ード２０、コンデンサ２１は検波回路２４を構成している。ダイオード１６は電 源電圧の負の半サイクルに導通し、ＰＵＴ１７を保護するとともに、ヒステリシ スを低減する。抵抗２２は電流制限用の抵抗である。The resistor 18 and the capacitor 19 constitute a low-pass filter 23, and the diode 20 and the capacitor 21 constitute a detection circuit 24. Diode 16 conducts during the negative half cycle of the supply voltage, protecting PUT 17 and reducing hysteresis. The resistor 22 is a current limiting resistor.

【００１２】 上記構成において、図２、図３を参照して動作について説明する。 低域通過フィルタ２３は、交流電源１１の周波数に応じた電圧を出力する。図 ２は接続ノードＮ２の電圧、すなわち、低域通過フィルタ２３の出力電圧を示し ている。同図に示すように、接続ノードＮ２の電圧は交流電源１１の周波数が５ ０Ｈｚの場合より６０Ｈｚの方が低い。この接続ノードＮ２の電圧は検波回路２ ４により検波され、直流電圧とされる。この電圧は抵抗２２を介してＰＵＴ１７ のゲートに供給される。つまり、ＰＵＴ１７のゲート電圧は、図３にＧＶ５０、 ＧＶ６０で示すように、電源の周波数に応じて変化する。ここで、ＧＶ５０は電 源の周波数が５０Ｈｚの場合、ＧＶ６０は電源の周波数が６０Ｈｚの場合である 。The operation of the above configuration will be described with reference to FIGS. The low-pass filter 23 outputs a voltage according to the frequency of the AC power supply 11. FIG. 2 shows the voltage of the connection node N2, that is, the output voltage of the low-pass filter 23. As shown in the figure, the voltage of the connection node N2 is lower at 60 Hz than when the frequency of the AC power supply 11 is 50 Hz. The voltage at the connection node N2 is detected by the detection circuit 24 and is converted to a DC voltage. This voltage is supplied to the gate of the PUT 17 via the resistor 22. That is, the gate voltage of the PUT 17 changes according to the frequency of the power supply, as indicated by GV50 and GV60 in FIG. Here, GV50 is a case where the power supply frequency is 50 Hz, and GV60 is a case where the power supply frequency is 60 Hz.

【００１３】 一方、可変抵抗１４の抵抗値とコンデンサ１５により規定される接続ノードＮ １の電圧（ＰＵＴ１７のアノードの電圧）ＶＮ１は、図３に破線で示すようにな り、この電圧は可変抵抗１４の抵抗値に応じて変化する。ＰＵＴ１７は接続ノー ドＮ１の電圧ＶＮ１がゲート電圧ＶＧ５０又はＶＧ６０を越えるとオンし、サイ リスタ１３を点弧する。また、可変抵抗１４の抵抗値を変化すると、接続ノード Ｎ１の電圧ＶＮ１が変化し、ＰＵＴ１７のブレークするタイミングが変化する。 このため、サイリスタ１３の導通角が変化する。このように、サイリスタ１３の 導通角を電源周波数に応じて制御することにより、図３に示すように、負荷に供 給される電力を電源周波数が変わった場合においても、同一とすることができる 。On the other hand, the voltage VN1 of the connection node N1 (the voltage of the anode of the PUT 17) VN1 defined by the resistance value of the variable resistor 14 and the capacitor 15 is as shown by a broken line in FIG. 14 according to the resistance value. The PUT 17 turns on when the voltage VN1 of the connection node N1 exceeds the gate voltage VG50 or VG60, and fires the thyristor 13. When the resistance value of the variable resistor 14 changes, the voltage VN1 of the connection node N1 changes, and the break timing of the PUT 17 changes. Therefore, the conduction angle of the thyristor 13 changes. As described above, by controlling the conduction angle of the thyristor 13 according to the power supply frequency, the power supplied to the load can be made the same even when the power supply frequency changes, as shown in FIG. .

【００１４】 また、電源周波数が一定の状態において、電源電圧が変動した場合、低域通過 フィルタ２３の出力電圧は、電源周波数が変化した場合と同様に変化し、ＰＵＴ １７、サイリスタ１３は電源周波数が変化した場合と同様に制御される。つまり 、電源電圧が上昇すればＰＵＴ１７のゲートに供給される電圧が上昇し、ＰＵＴ １７のブレークタイミング、サイリスタ１３のトリガタイミングが通常より遅れ 、導通角が小さくなる。When the power supply voltage fluctuates while the power supply frequency is constant, the output voltage of the low-pass filter 23 changes in the same manner as when the power supply frequency changes, and the PUT 17 and the thyristor 13 Is controlled in the same way as when the value has changed. That is, if the power supply voltage increases, the voltage supplied to the gate of the PUT 17 increases, and the break timing of the PUT 17 and the trigger timing of the thyristor 13 are later than usual, and the conduction angle decreases.

【００１５】 一方、電源電圧が低下すると、ＰＵＴ１７のゲートに供給される電圧が低下し 、ＰＵＴ１７のブレークタイミング、サイリスタ１３のトリガタイミングが通常 より速くなり、導通角が大きくなる。このため、電源電圧が変動しても、負荷に 供給される電力を安定に保持できる。On the other hand, when the power supply voltage decreases, the voltage supplied to the gate of the PUT 17 decreases, the break timing of the PUT 17 and the trigger timing of the thyristor 13 become faster than usual, and the conduction angle increases. For this reason, even if the power supply voltage fluctuates, the power supplied to the load can be stably maintained.

【００１６】 上記実施の形態によれば、低域通過フィルタ２３により交流電源１１の周波数 を検知し、この検出した周波数に応じて電圧を生成し、ＰＵＴ１７のゲートに供 給している。このため、ＰＵＴ１７がブレークオーバするタイミングを、交流電 源の周波数に応じて変化させることができるため、サイリスタ１３の導通角を電 源の周波数が変わった場合においてもほぼ一定に制御できる。したがって、一つ の回路を両電源周波数に使用できるため、製造コストを低廉化できる。According to the above embodiment, the frequency of the AC power supply 11 is detected by the low-pass filter 23, a voltage is generated in accordance with the detected frequency, and the voltage is supplied to the gate of the PUT 17. Therefore, the timing at which the PUT 17 breaks over can be changed according to the frequency of the AC power supply, so that the conduction angle of the thyristor 13 can be controlled to be substantially constant even when the frequency of the power supply changes. Therefore, since one circuit can be used for both power supply frequencies, the manufacturing cost can be reduced.

【００１７】 図４は、この実施の形態に係わる位相制御回路における可変抵抗１４の抵抗値 と導通角の関係を示すものである。図４から明らかなように、この実施の形態の 場合、電源の周波数が５０Ｈｚであっても、６０Ｈｚであっても抵抗値の変化に 対する導通角の変化がほぼ等しいことが分かる。したがって、この実施の形態に 係わる回路を使用した電動工具は、電源の周波数が変わった場合においても、操 作性に変わりがなく、何ら違和感なく使用できる。FIG. 4 shows the relationship between the resistance value of the variable resistor 14 and the conduction angle in the phase control circuit according to this embodiment. As is apparent from FIG. 4, in the case of this embodiment, the change in the conduction angle with respect to the change in the resistance value is almost equal regardless of whether the frequency of the power supply is 50 Hz or 60 Hz. Therefore, the power tool using the circuit according to this embodiment has no change in operability even when the frequency of the power supply changes, and can be used without any discomfort.

【００１８】 また、図４から明らかなように、この実施の形態に係わる回路は、電源電圧が 例えば８５Ｖ〜１１５Ｖの範囲で変動した場合においても、電源の周波数が５０ Ｈｚ、６０Ｈｚの何れの場合も、抵抗値の変化に対する導通角の変化がほぼ一定 である。したがって、この回路は、電源電圧の変動に対しても安定にサイリスタ を制御できる。 尚、この考案は、上記実施の形態に限定されるものではなく、この考案の要旨 を変えない範囲で種々変形実施可能なことは勿論である。As is apparent from FIG. 4, the circuit according to the present embodiment can be used in any case where the power supply frequency is 50 Hz or 60 Hz even when the power supply voltage fluctuates in a range of 85 V to 115 V, for example. Also, the change in the conduction angle with respect to the change in the resistance value is almost constant. Therefore, this circuit can control the thyristor stably even when the power supply voltage fluctuates. It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【００１９】[0019]

【考案の効果】[Effect of the invention]

以上、詳述したようにこの考案によれば、電源周波数の変化や電源電圧の変化 に拘わらず、負荷に供給する電力を安定に保持することが可能な位相制御回路を 提供できる。 As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a phase control circuit that can stably hold power supplied to a load regardless of a change in power supply frequency or a change in power supply voltage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この考案の一実施の形態を示す回路図。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図２】図１の動作を示すものであり、周波数と電圧の
関係を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the operation of FIG. 1 and showing the relationship between frequency and voltage.

【図３】図１に示すＰＵＴの動作を説明するために示す
図。FIG. 3 is a view for explaining the operation of the PUT shown in FIG. 1;

【図４】図１の動作を示すものであり、抵抗値と導通角
の関係を示す図。FIG. 4 is a view showing the operation of FIG. 1 and showing a relationship between a resistance value and a conduction angle.

【図５】従来の位相制御回路を示す回路図。FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional phase control circuit.

【図６】図６の動作を示す図。FIG. 6 is a diagram showing the operation of FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１…電源、 １２…負荷、 １３…サイリスタ、 １４…可変抵抗、 １７…プログラマブル・ユニジャンクション・トランジ
スタ（ＰＵＴ）、 ２０…ダイオード、 ２１…コンデンサ、 ２３…周波数検出回路、 ２４…検波回路。11: Power supply, 12: Load, 13: Thyristor, 14: Variable resistor, 17: Programmable unijunction transistor (PUT), 20: Diode, 21: Capacitor, 23: Frequency detection circuit, 24: Detection circuit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Utility model registration claims] 【請求項１】 負荷に接続され、この負荷に供給する電
力を制御するサイリスタと、 前記負荷に供給する電力を調整するための第１の制御電
圧を生成する可変抵抗を含む第１の電圧生成回路と、 電源電圧の周波数を検出する検出回路と、 この検出回路により検出された周波数に応じて異なるレ
ベルの第２の制御電圧を生成する第２の電圧生成回路
と、 前記第２の電圧生成回路により生成された第２の制御電
圧がゲートに供給され、前記第１の電圧生成回路により
生成された第１の制御電圧がアノードに供給され、カソ
ードが前記サイリスタのゲートに接続され、前記第１、
第２の電圧に応じてブレーク電圧が制御されるプログラ
マブル・ユニジャンクション・トランジスタとを具備す
ることを特徴とする位相制御回路。1. A first voltage generator including a thyristor connected to a load for controlling power supplied to the load, and a variable resistor for generating a first control voltage for adjusting power supplied to the load. A circuit, a detection circuit for detecting a frequency of the power supply voltage, a second voltage generation circuit for generating a second control voltage of a different level according to the frequency detected by the detection circuit, and the second voltage generation A second control voltage generated by a circuit is supplied to a gate; a first control voltage generated by the first voltage generation circuit is supplied to an anode; a cathode is connected to a gate of the thyristor; 1,
A programmable unijunction transistor whose break voltage is controlled according to the second voltage.