JP5918596B2 - 電力調整回路 - Google Patents
電力調整回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5918596B2 JP5918596B2 JP2012084874A JP2012084874A JP5918596B2 JP 5918596 B2 JP5918596 B2 JP 5918596B2 JP 2012084874 A JP2012084874 A JP 2012084874A JP 2012084874 A JP2012084874 A JP 2012084874A JP 5918596 B2 JP5918596 B2 JP 5918596B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- output
- transistor
- power
- diode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
従来の位相制御装置では、交流負荷への供給電力をオンオフするスイッチ手段として、トライアック等の半導体素子を用い、このスイッチ手段で負荷電流の導通角をスイッチング制御することによって位相制御を実現している。
図6に示すトライアック起動回路においては、電源プラグに接続された2本の電源ラインL、N間に、トライアックTと負荷RLが直列に接続されており、トライアックTのT2端子にタイミング抵抗(RT、RT2)の一端が接続されている。
また、図7(b)に示すように、タイミング抵抗RT2が中くらいの場合には、電源電圧が高いところで負荷RLに電圧が印加されるため、突入電流が大きくなってしまう問題点があった。
また、図7(c)に示すように、タイミング抵抗RT2が大きい場合には、負荷RLへの印加電力が小さく制御出来ていた。
本発明は前述の問題点に鑑み、制御系の電源をAC電源と絶縁型にしなくても、完全に負荷への電力を切ることが出来るようにすることを目的とする。
また、完全に負荷への電力を切ることが可能な電力調整回路を安価に達成できるようにすることを目的とする。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の実施形態の構成を示すブロック図である。
電源回路E1の直流電源端子VDC1から、ゼロクロス検出回路ZXと、コントローラCONTと、第1、第2のインバータゲートG1、G2に動作電圧を供給している。
第1のチェナーダイオードD1のアノードは第1のAC電源ラインLに接続され、第2のチェナーダイオードD2のアノードは第2のAC電源ラインNに接続されている。また、第1のチェナーダイオードD1のカソードは第1の出力トランジスタQ1のゲートと第1の抵抗R1に接続され、第2のチェナーダイオードD2のカソードは第2の出力トランジスタQ2のゲートと第1の抵抗R1の他端に接続されている。
第1のインバータゲートG1の出力は第4のトランジスタQ4のゲートに接続され、第2のインバータゲートG2の出力は第5のPNPトランジスタQ5のベースに接続されている。
第3のダイオードD3のカソードは、第3のトランジスタQ3のゲートと第3の抵抗R3と第4のダイオードD4のカソードに接続され、第3の抵抗R3の他端と第4のダイオードD4のアノードは第1のAC電源ラインLに接続されている。
第1のAC電源ラインLが第2のAC電源ラインNに対し負電圧の場合は、負荷RLに電流を流す/流さない制御のためには、第3のトランジスタQ3のOFF/ONの制御をすればよい。
よって、第1のチェナーダイオードD1に電流が流れてチェナー電圧が発生し、第1の出力トランジスタQ1はONし、負荷RLに電流が流れる。
第3の抵抗R3に発生する電圧降下のため、第3のトランジスタQ3はONするので、第1のチェナーダイオードD1に電流が流れなくなり、第1の出力トランジスタQ1はOFFし、負負荷RLには電流が流れない。
以上、説明した様に、コントローラCONの出力がHiで負荷RLに電流が流れ、コントローラCONの出力がLoで負荷RLに電流が全く流れない制御が出来ている。
AC電源のゼロクロスタイミングで、スイッチ手段をオンし負荷RLにAC電源の印加を開始するので電流がゼロから流れている。
図2に示したように、電源回路E1は第1のAC電源ラインLと第2のAC電源ラインNとの間に、第4の抵抗R4、第1のコンデンサC1、第7のダイオードD7よりなる直列回路を接続している。第7のダイオードD7のカソード側が第1のコンデンサC1に接続され、第7のダイオードD7のアノード側が第2のAC電源ラインN接続されている。
第6のダイオードD6のアノード側が、第1のコンデンサC1と第7のダイオードD7のカソードの接続点に接続され、第6のダイオードD6のカソード側が直流電源端子VDC1に接続されている。
さらに、第6のダイオードD6のカソード側と第2のAC電源ラインNとの間を、第2のコンデンサC2、第8のチェナーダイオードD8の並列回路を介して接続して、第2のAC電源ラインNを基準に直流電圧を直流電源端子VDC1から出力している。
AC電源が220Vの定格であっても変動が大きく見込まれる場合があり、第5のPNPトランジスタQ5には余裕をみて700V程度の耐圧が要求されるがある。このような場合に、2段に分圧して要求される耐圧を下げて部品の入手性を上げるための回路である。AC電源が100Vの場合は採用する必要性は少ない。
図4では、電源回路E2は、第1のAC電源ラインLと第2のAC電源ラインNから電力供給を受けて、第1のAC電源ラインLを基準に直流電圧を第2の直流電源端子VDC2から出力し、第2のAC電源ラインNを基準に直流電圧を第1の直流電源端子VDC1から出力している。
直流電源端子VDC2からは第5の抵抗R5を介して第1の出力トランジスタQ1のゲートと、第3のトランジスタQ3のドレインに接続される。また、図1における、第1の抵抗R1と、第1、第2のチェナーダイオードD1,D2が無くなっている。これ以外は、図1と同じ構成となっている。
図1の例では、第1の出力トランジスタQ1のボディダイオードBDに電流が流れる条件の時に、第1の出力トランジスタQ1をONさせて、第1の出力トランジスタQ1での電圧降下を小さくすることで対応している。
図5に示すように、この電力調整回路は、図4における第3のトランジスタQ3と第5の抵抗R5を第3のインバータゲートG3に置き換え、第4のトランジスタQ4と第6の抵抗R6を第4のインバータゲートG4に置き換えた構成である。その他の構成は図4の構成と同じ構成である。
第4のインバータゲートG4は第1の直流電源端子VDC1から動作電圧が供給されている。
前述した図1〜図5に示した第5のPNPトランジスタをPchMOSトランジスタに置き換えても前述と同様な電力調整回路を構成することができる。置き換えた場合の電力調整回路の動作については、前述した実施形態と同様である。
Q1〜Q6 ・・・・・・・トランジスタ
D1〜D11 ・・・・・・ダイオード
R1〜6、R11,R12・・・抵抗
RL・・・・・・・・・・・・負荷
G1〜G4・・・・・・・・・インバータゲート
C1〜C3、CT・・・・・・コンデンサ
E1,E2・・・・・・・・・電源回路
VDC1、VDC2・・・・・直流電源端子
ZX・・・・・・・・・・・・ゼロクロス検出回路
CONT・・・・・・・・・・コントローラ
RT・・・・・・・・・・・・パルス信号のパルス巾を調整するタイミング抵抗
OUT1、OUT2・・・・・出力端子
T・・・・・・・・・・・・・トライアック
S・・・・・・・・・・・・・双方向性トリガダイオード
Claims (6)
- 第1のAC電源ラインと第2のAC電源ラインのから負荷に供給する電力を調整する電力調整回路において、
前記第1のAC電源ラインと前記負荷との間に、前記第1のAC電源ラインを基準電位として駆動信号がゲートに印加される第1の出力トランジスタを配設し、前記負荷の他端と前記第2のAC電源ラインとの間に、前記第2のAC電源ラインを基準電位として駆動信号がゲートに印加される第2の出力トランジスタを配設してなる第1の直列回路と、
前記第1のAC電源ラインにアノードを接続し、カソードを第1の抵抗に接続した第1のチェナーダイオードと、前記第1の抵抗の他端にカソードを接続し、アノードを前記第2のACラインに接続して構成され、前記第1の直列回路と並列に接続された第2の直列回路と、
前記第1の出力トランジスタのゲートは、前記第1のチェナーダイオードのカソードと前記第1の抵抗との接続点に接続され、前記第2の出力トランジスタのゲートは、前記第2のチェナーダイオードのカソードと前記第1の抵抗との接続点に接続され、前記第1の出力トランジスタのゲートと、前記第1のチェナーダイオードのカソードと、前記第1の抵抗の共通接続点と、前記第1のAC電源ラインとの間に接続される第3のトランジスタと、
前記第2の出力トランジスタのゲートと、前記第2のチェナーダイオードのカソードと、前記第1の抵抗の共通接続点と、前記第2のAC電源ラインとの間に接続される第4のトランジスタとを有し、
前記負荷に電流を流すかどうかを決定する前記第1のトランジスタ及び第2のトランジスタのオン/オフを前記第3のトランジスタ及び第4のトランジスタのゲートに供給する信号で制御するようにしたことを特徴とする電力調整回路。 - 前記第1の出力トランジスタ及び第2の出力トランジスタはMOSトランジスタで構成され、それぞれのドレイン‐ソース間にボディダイオードを有し、
前記第1のAC電源ラインが第2のAC電源ラインに対し正電圧の場合は、第1の出力トランジスタがOFFしていても、第1の出力トランジスタのボディダイオードを介して電流が流れる状態にあり、前記負荷に電流を流すかどうかは前記第2の出力トランジスタのON/OFF状態による決まり、
前記第2のAC電源ラインが第1のAC電源ラインに対し正電圧の場合は、第2の出力トランジスタがOFFしていても、第2の出力トランジスタのボディダイオードを介して電流が流れる状態にあり、前記負荷に電流を流すかどうかは前記第1の出力トランジスタのON/OFF状態による決まることを特徴とする請求項1に記載の電力調整回路。 - 前記第1の出力トランジスタ及び第2の出力トランジスタはバイポーラトランジスタあるいはIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)で構成され、それぞれのエミッタ‐コレクタ間に並列に接続されたダイオードを有し、
前記第1のAC電源ラインが第2のAC電源ラインに対し正電圧の場合は、第1の出力トランジスタがOFFしていても、第1の出力トランジスタに並列に接続されたダイオードを介して電流が流れる状態にあり、前記負荷に電流を流すかどうかは前記第2の出力トランジスタのON/OFF状態による決まり、
前記第2のAC電源ラインが第1のAC電源ラインに対し正電圧の場合は、第2の出力トランジスタがOFFしていても、第2の出力トランジスタに並列に接続されたダイオードを介して電流が流れる状態にあり、前記負荷に電流を流すかどうかは前記第1の出力トランジスタのON/OFF状態による決まることを特徴とする請求項1に記載の電力調整回路。 - 前記第1の出力トランジスタ及び第2の出力トランジスタのオン/オフを制御する制御信号が入力される第1のインバータゲート、及び前記第1のインバータゲートの出力が入力される第2のインバータゲートと、
前記第1のAC電源ラインと前記第2のAC電源ラインから電力供給を受けて、前記第2のAC電源ラインを基準に直流電圧を直流電源端子から出力し、前記第1及び第2のインバータゲートに動作電圧を供給する直流電源と、
前記第2のインバータゲートの出力がベースに入力される第5のPNPトランジスタとを有し、
前記第5のPNPトランジスタのエミッタに接続された第2の抵抗を介して前記直流電源端子に接続され、第5のPNPトランジスタのコレクタは第3のダイオードのアノードに接続され、第3のダイオードのカソードは、前記第3のトランジスタのゲートと第3の抵抗と第4のダイオードのカソードに接続され、前記第3の抵抗の他端は前記第1のAC電源ラインに接続され、
前記第3のダイオードD3のカソードと、前記第3の抵抗R3の接続点より前記制御信号の第1のレベル変換出力を得、前記第1のインバータゲートG1の出力より、前記制御信号の第2のレベル変換出力を得るレベル変換回路を備えていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の電力調整回路。 - 請求項4に記載の第5のPNPトランジスタをPchMOSトランジスタに置き換えたことを特徴とする電力調整回路。
- 第1のAC電源ラインと第2のAC電源ラインのから負荷に供給する電力を調整する電力調整回路において、
電源回路は、前記第1のAC電源ラインと前記第2のAC電源ラインから電力供給を受けて、前記第2のAC電源ラインを基準に直流電圧を第1の直流電源端子から出力すると共に前記第1のAC電源ラインを基準に直流電圧を第2の直流電源端子から出力し、
第1〜第4のインバータゲートG1、G2、G3,G4を備えており、
制御信号が前記第1のインバータゲートG1の入力に接続され、前記第1のインバータゲートG1の出力は前記第2のインバータゲートG2の入力に接続され、前記電源回路の第1の直流電源端子から前記第1、第2、第4のインバータゲートG1,G2、G4に動作電圧を供給しており、
前記電源回路の第2の直流電源端子から前記第3のインバータゲートG3に動作電圧を供給しており、前記第2のインバータゲートG2の出力は、第5のPNPトランジスタのベースに接続され、前記第5のPNPトランジスタのエミッタは第2の抵抗R2を介して前記、電源回路の第1の直流電源端子に接続され、
前記第5のPNPトランジスタのコレクタは第3のダイオードD3のアノードに接続され、前記第3のダイオードD3のカソードは、第3の抵抗R3に接続され、
前記第3の抵抗R3の他端は、前記第1のAC電源ラインに接続され、
前記第3のダイオードD3のカソードと、前記第3の抵抗R3の接続点より、前記制御信号の第1のレベル変換出力を得、
前記第1のインバータゲートG1の出力より、前記制御信号の第2のレベル変換出力を得、
第1と第2の出力トランジスタを備えており、
前記第1の出力トランジスタのソースは前記第1のAC電源ラインに接続され、
前記第2の出力トランジスタのソースは前記第2のAC電源ラインに接続され、
前記第1と第2の出力トランジスタのドレイン間に負荷が接続され、
前記制御信号の第1のレベル変換出力が前記第3のインバータゲートG3の入力に印加され、
前記制御信号の第2のレベル変換出力が前記第4のインバータゲートG4の入力に印加され、
前記第3のインバータゲートG3の出力が前記第1の出力トランジスタのゲートを駆動しており、
前記第4のインバータゲートG4の出力が、前記第2のトランジスタのゲートを駆動していることを特徴とする電力調整回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012084874A JP5918596B2 (ja) | 2012-04-03 | 2012-04-03 | 電力調整回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012084874A JP5918596B2 (ja) | 2012-04-03 | 2012-04-03 | 電力調整回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013214240A JP2013214240A (ja) | 2013-10-17 |
JP5918596B2 true JP5918596B2 (ja) | 2016-05-18 |
Family
ID=49587514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012084874A Active JP5918596B2 (ja) | 2012-04-03 | 2012-04-03 | 電力調整回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5918596B2 (ja) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3135607B2 (ja) * | 1991-06-18 | 2001-02-19 | エンターテイメント テクノロジー インコーポレーテッド | リアルタイム制御電力調整装置 |
JP3135608B2 (ja) * | 1991-06-18 | 2001-02-19 | エンターテイメント テクノロジー インコーポレーテッド | 低ノイズ形の位相制御器 |
JP3373994B2 (ja) * | 1996-02-14 | 2003-02-04 | 三菱電機株式会社 | 単相モータの制御装置並びに該単相モータの制御装置を用いたアクチュエータ |
JP5431193B2 (ja) * | 2010-02-10 | 2014-03-05 | Tone株式会社 | 電動工具 |
JP5501851B2 (ja) * | 2010-05-12 | 2014-05-28 | Tone株式会社 | 位相制御装置 |
-
2012
- 2012-04-03 JP JP2012084874A patent/JP5918596B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013214240A (ja) | 2013-10-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9019000B2 (en) | Driver circuit having a storage device for driving switching device | |
JP5800986B2 (ja) | カスコード回路 | |
JP4432215B2 (ja) | 半導体スイッチング素子のゲート駆動回路 | |
US9627973B2 (en) | Switching power supply device, and inverter, converter, and solar power controller including same | |
JP5975833B2 (ja) | 電力変換装置 | |
KR20180095503A (ko) | Igbt 단락 검출 및 보호 회로 및 igbt-기반 제어 가능한 정류 회로 | |
JP2016539465A (ja) | オープン出力保護を備えるドライバ | |
JP4991446B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2019165542A (ja) | 半導体装置 | |
JP6065808B2 (ja) | 半導体装置及び半導体モジュール | |
TWI639357B (zh) | Dimming device | |
US8471606B2 (en) | Driver circuit for a semiconductor power switch | |
US9066390B2 (en) | LED driving apparatus having holding current circuit and operating method thereof | |
US8988908B2 (en) | Capacitive power supply with surge current limitation | |
US11146163B2 (en) | Switching device and method for controlling switching device | |
JP2019004656A (ja) | 双方向スイッチ及びその駆動方法 | |
JP5918596B2 (ja) | 電力調整回路 | |
JP3964912B2 (ja) | 突入電流低減回路 | |
JP2007244183A (ja) | 単相倍電圧整流回路およびインバータ装置 | |
JP2016046935A (ja) | 半導体装置並びにそれを用いたコンバータ、インバータ、エアーコンディショナー、ソーラーパワーコントローラ、及び自動車 | |
CN110460290B (zh) | 用于减少电动机逆变器中的换向损失的方法 | |
JP2006288095A (ja) | 整流回路 | |
WO2023032407A1 (ja) | 整流回路、並びに、それを用いる半導体装置および電源装置 | |
JP3227989B2 (ja) | Pwmインバータ用出力回路 | |
JP2007318873A (ja) | Pwmモータ駆動回路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150326 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160315 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160316 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160408 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5918596 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |