JPH048162A - 位相制御回路 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野］ この発明は、双方向性３端子サイリスタまたは逆並列接
続した２個の逆阻止３端子サイリスタを位相制御素子と
して用い、交流電源から負荷への供給電力を位相制御す
る位相制御回路に関するものである。

〔従来の技術］ 第３図に従来例の位相制御回路の回路図を示す・。

第３図において、Ｅは交流電源、ＬＤは白熱灯等の負荷
、Ｔ１は双方向性３端子サイリスク等の位相制御素子、
Ｔ２はユニジャンクション・トランジスタ等のトリガ素
子、ＰＴはパルストランス、ＶＲ，は可変抵抗、ＤＢ、
はダイオードブリッジよりなる整流回路、Ｒｏ、Ｒ８は
抵抗、Ｃ，Ｃ。

はコンデンサ、Ｌ、はコイルである。

第４図は第３図において可変抵抗ＶＲ，の抵抗値を大き
くしたときの各部の波形図、第５図は第３図において可
変抵抗ＶＲ，の抵抗値を小さくしたときの各部の波形図
であり、第４図および第５図において、（ａ）はコンデ
ンサＣ３の両端の電圧波形を、ｂ）は位相制御素子Ｔ、
のゲート電圧波形を、（Ｃ）は負荷ＬＤを流れる電流波
形を示す。

以下、第３図に示す回路の動作について、第３図１第４
回および第５図を参照しながら説明する。

第３図において、交流電源Ｅからの人力交流は、整流回
路ＤＢ、で直流に変換され、可変抵抗Ｖ　Ｒ＋を通して
コンデンサＣ８を充電する。コンデンサＣ３の両端の電
圧Ｖｃ＝　（第４図（ａ）、第５図（ａ）参照）がトリ
ガ素子Ｔ２のピーク点電圧■、を超えるとトリガ素子Ｔ
２が導通し、トリガ素子Ｔ２の負荷抵抗Ｒ０を通してコ
ンデンサＣ３の電荷が放電される。この放電電流により
パルストランスＰ、Ｔの一次側にパルス状の電圧が発生
する。このパルス状の電圧はパルストランスＰＴの二次
側から位相制御素子Ｔ１のゲートに加えられ（第４図（
ｂ）、第５図（ｂ）参照）、位相制御素子Ｔ１を導通さ
せる。

そして負荷ＬＤに電１ＪｔｌＬａ（第４図（Ｃ）、第５
図（Ｃ）参照）が流れる。この動作は交流電ａＥの電圧
の半波毎に繰り返される。なお、トリガ素子Ｔ２として
は、ダイアックやＳＢＳなどの素子を用いるものもある
。

また、第４図および第５図から明らかなように可変抵抗
ＶＲ，の抵抗値を変化させることにより、位相制御素子
Ｔ、のトリガタイミングを変化させて負荷ＬＤへの供給
電力を制御することができる。

この場合、例えば負荷ＬＤが白熱灯であれば白熱灯の明
るさを加減することになる。

第３図において、コイルＬ、およびコンデンサＣよりな
るノイズフィルタ９は、位相制御素子Ｔ１のスイッチン
グにより発生したラジオノイズのうち電力線に伝わるラ
インノイズを低減するために設けている。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記従来の構成による位相制御回路は、ノ
イズ防止効果は大きいが、コイルＬ１とコンデンサＣと
で共振回路が形成され、その減衰は負荷ＬＤのインピー
ダンスできまる。このため、例えばＩＫＷ以上の負荷に
合わせたフィルタ仕様では、約１００Ｗ以下の軽負荷時
には通電電流が小さくＬＣ共振による振動電流のために
、位相制御素子Ｔ１に流れる電流が反転し、回復の速い
素子ではターンオフ現象を生してしまう。このときの位
相制御素子Ｔ１のゲート電圧波形を第６図（ａ）に、負
荷ＬＤを流れる電流波形を第６図（ｂ）に示す。

また、第６図（Ｃ）は第６図（ｂ）の時間軸を拡大した
図である。この場合、負荷ＬＤに安定した電流の供給が
できず、例えばランプ負荷の場合にはちらつきを生しる
などの誤動作が起こる。

このように従来の位相制御回路にあっては軽負荷時のタ
ーンオフ現象を考慮する必要があり、最大定格負荷時す
なわち最大通電電流に合った最適のＬＣ定数を容易に選
定することができなかった。

この発明の目的は、ＬＣ定数を容易に選定することがで
き、かつ軽負荷時のターンオフ現象を回避することがで
きる位相制御回路を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の位相制御回路は、交流電源から負荷への給電
経路中に介挿した位相制御素子と、この位相制御素子を
トリガするトリガ部と、コンデンサおよびコイルからな
るノイズフィルタとを備えた位相制御回路において、 負荷電流値を検出する検出部と、この検出部で検出され
た負ｉｔ流値に対応する電圧値と基準値とを比較する比
較器と、この比較器からの信号により負荷電流値の増減
に応じてノイズフィルタのコンデンサ容量を増減させる
ように動作するスイッチ部とを設けたことを特徴とする
。

冒乍用〕 この発明の構成によれば、負荷電流値を検出部で検出し
、検出部で検出した負荷電流値に対応する電圧値と基準
値とを比較して比較器からスイッチ部に信号を送り、ス
イッチ部では比較器からの信号を受けるとノイズフィル
タを構成するコンデンサ容量を変化させる。すなわち、
負荷電流値が大きいときにはノイズフィルタを構成する
コンデンサ容量を増すことによりＬＣ定数を大きくし、
また、負荷電流値が小さいときにはノイズフィルタを構
成するコンデンサ容量を小さくすることによりＬＣ定数
も小さくなる。

［実施例］ この発明の一実施例の位相制御回路を第１回に示す。

以下、第１図（ａ）に示した回路についてその動作を説
明する。

負荷電流の位相制御に関わる部分は、第３図に示した従
来例の位相制御回路の場合と全く同様であり、交流電源
Ｅと負荷ＬＤとの給電経路中に位相制御素子Ｔ１が直列
に接続され、パルストランスやトリガ素子などからなる
トリガ部６からの信号により、位相制御素子Ｔ、がスイ
ッチングを行い負荷電流を制御する。

交流電源Ｅからの入力交流はダイオードブリッジよりな
る整流回路ＤＢ、で直流に変換され、整流後に設けられ
た定電圧部５が各部に必要な直流電圧を供給する。

検出部１で負荷電流値を検出し、整流部２でその電流値
に応じた直流電圧に変換され、比較器３に伝達される。

比較器３にはチイソチ部８が導通しているとき、すなわ
ちコンデンサＣ１が短絡しているときの回路がターンオ
フ現象を起こす電流値よりやや大きめの電流値に対応す
る基準電圧が定電圧部５から予め与えられ、整流部２の
出力電圧が基準電圧を上回ったとき、すなわち負荷電流
が十分大きくターンオフ現象を起こす可能性がない場合
にのみ、比較器３力咄力電圧を発生する。

比較器３の出力電圧は、必要に応じて増幅器４で増幅さ
れ、ノイズフィルタ７を構成するコンデンサＣ１に並列
接続されたスイッチ部８の入力信号となる。

スイッチ部８に信号が入力されると、スイッチ部８が導
通しコンデンサＣ１を短絡する。このときのノイズフィ
ルタ７は第２図（ａ）に示すように、コンデンサＣ２と
コイルＬ１とからなるためＬＣ定数が大きくなり、大き
な負荷電流時にもラインノイズを十分低減することがで
きる。

一方、軽負荷時には比較器３からスイッチ部８への信号
は発生しないのでスイッチ部８はオフとなり、ノイズフ
ィルタ７は第２図（ｂ）に示すように、コンデンサＣ１
およびコンデンサＣ２とコイルＬ。

とからなるためＬＣ定数が小さくなる。このため、共振
による振動電流の波形が鈍りターンオフ現象を回避する
ことができる。

第１図［有］）は第１図（ａ）の検出部１にＣＴ型電流
センサＳを用いた回路例である。

第１図（ｂ）において第１図（ａ）に対応するものには
同し符号を付す。Ｒ０〜Ｒ７は抵抗、ＶＲＶＲｚは可変
抵抗、Ｃ３〜Ｃ２はコンデンサ、Ｔ２はユニジャンクシ
ョン・トランジスタ等のトリガ素子、ＰＴはパルストラ
ンス、ＤＢ２はダイオードブリッジ、Ｄｌは定電圧ダイ
オードである。

検出部１のＣＴ型電流センサＳが給電経路から絶縁され
た状態で負荷電流値を交流電圧として出力し、これを整
流部２で直流電圧に変換して、比較器３に人力する。こ
こでＣＴ型ｔｍセンサＳの振幅誤差および位相誤差は、
比較器３での電流値の大小判定がおおまかなもので良い
ため問題とはならない。

なお、負荷電流の位相制御に関わる部分の動作について
は第１図（ａ）の場合と全く同様である。

つぎに第１図（Ｃ）は第１図（ａ）の検出部１として、
負荷ＬＤと直列に接続した検出抵抗Ｒ３と、これと並列
に設けたパイロットランプＬ、と、カドミウム・フォト
セルＲ６および抵抗Ｒ１ｏ〜Ｒ９２よりなる抵抗ブリッ
ジＢ１とを用いた回路例である。

第１図（Ｃ）において第１１ｆｆｌ（ｂ）に対応するも
のには同し符号を付す、Ｒ１，〜Ｒ１６は抵抗、Ｃ６は
コンデンサ、Ｄ２は定電圧ダイオード、Ｔ、、Ｔ、はト
ランジスタである。

この場合、負荷電流値の大小は抵抗ブリッジＢのカドミ
ウム・フォトセルＲイの抵抗変化として現れる。この検
出部１からの出力を整流・増幅部２ａを通して比較器（
図示せず）へ入力する。但し、この場合にはカドミウム
・フォトセルＲ１の温度特性を考慮する必要がある。

なお、負荷を流の位相制御に関わる部分の動作について
は第１図（ａ）の場合と全く同様である。

また、この実施例ではノイズフィルタ７を構成するコン
デンサＣ，，Ｃ２を２個の直列接続としたが、これに限
定されるものではなく、複数個のコンデンサとしてもよ
いし、また、２個のコンデンサを並列接続し、一方のコ
ンデンサにスイッチを直列接続してもよい。

〔発明の効果］ この発明の位相制御装置は、負荷電流値が大きいときに
はノイズフィルタを構成するコンデンサ容量を増すこと
によりＬＣ定数を大きくし、また、負荷電流値が小さい
ときにはノイズフィルタを構成するコンデンサ容量を小
さくすることによりＬＣ定数も小さくなる。このためミ
最大定格負荷時に合わせた最適なＬＣ定数を容易に選定
することができ、また負荷に応したノイズ低減と軽負荷
時のターンオフ現象を回避することができ、安定した負
荷の制御を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１閲はこの発明の一実施例の位相制御回路のブロック
図および具体回路構成図、 第２図は第１図において負荷電流値によって切り替えら
れるノイズフィルタの構成を示す圀、第３図は従来例の
位相制御回路の具体回路構成図、第４図は第３図におい
て可変抵抗ＶＲ，の抵抗値を大きくしたときの各部の波
形図、 第５図は第３図において可変抵抗ＶＲ，の抵抗値を小さ
くしたときの各部の波形図、 第６図は軽負荷時におけるターンオフ現象を示す波形図
、 １・・・検出部 ３・・・比較器 ６・・・トリガ部 ７・・・ノイズフィルタ ８・・・スイッチ部 Ｅ・・・交流電源 ＬＤ・・・負荷 Ｔ、・・・位相制御素子 Ｃ＋　、Ｃ２・・・コンデンサ Ｌｌ・・・コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流電源から負荷への給電経路中に介挿した位相制御素
   子と、この位相制御素子をトリガするトリガ部と、コン
   デンサおよびコイルからなるノイズフィルタとを備えた
   位相制御回路において、負荷電流値を検出する検出部と
   、この検出部で検出された負荷電流値に対応する電圧値
   と基準値とを比較する比較器と、この比較器からの信号
   により負荷電流値の増減に応じて前記ノイズフィルタの
   コンデンサ容量を増減させるように動作するスイッチ部
   とを設けたことを特徴とする位相制御回路。