JPH0695749A - リアルタイム制御電力調整装置 - Google Patents
リアルタイム制御電力調整装置Info
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- JPH0695749A JPH0695749A JP14618991A JP14618991A JPH0695749A JP H0695749 A JPH0695749 A JP H0695749A JP 14618991 A JP14618991 A JP 14618991A JP 14618991 A JP14618991 A JP 14618991A JP H0695749 A JPH0695749 A JP H0695749A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 入力の外乱変動の影響をリアルタイムで補正
して、所用の出力を安定的に供給できる電力調整装置を
提供する。 【構成】 意図的ターンオフ可のパワースイッチ素子を
順方向と逆方向で主回路に直列に接続し、これらの素子
をマイクロコンピューターを用いて、実績実効電圧が目
標実効電圧に一値するよう、リアルタイムで制御する。
して、所用の出力を安定的に供給できる電力調整装置を
提供する。 【構成】 意図的ターンオフ可のパワースイッチ素子を
順方向と逆方向で主回路に直列に接続し、これらの素子
をマイクロコンピューターを用いて、実績実効電圧が目
標実効電圧に一値するよう、リアルタイムで制御する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、リアルタイムで実効
値出力電圧を制御する電力調整装置に関する。
値出力電圧を制御する電力調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電力調整装置としては、オートト
ランスを用いた電圧振幅制御方式の装置(オートトラン
ス方式)や一般サイリスタ(ゲートターンオフサイリス
タ(GTOTh)など自己消弧能力を持っているものを
除く)を用いた位相制御方式の装置(一般サイリスタ方
式)などが知られている。
ランスを用いた電圧振幅制御方式の装置(オートトラン
ス方式)や一般サイリスタ(ゲートターンオフサイリス
タ(GTOTh)など自己消弧能力を持っているものを
除く)を用いた位相制御方式の装置(一般サイリスタ方
式)などが知られている。
【0003】オートトランス方式では出力電圧のカーブ
が滑らかなサインカーブであるので、負荷に電磁力サー
ジが発生しないという利点がある。しかし、オートトラ
ンスの寸法が大きいことや遠隔操作がむずかしいため現
在ではほとんど使用されていない。
が滑らかなサインカーブであるので、負荷に電磁力サー
ジが発生しないという利点がある。しかし、オートトラ
ンスの寸法が大きいことや遠隔操作がむずかしいため現
在ではほとんど使用されていない。
【0004】一般サイリスタ方式は小型で遠隔操作性に
優れまた省エネルギーにも役立つので最近の電力調整装
置の主流となっている。一般サイリスタ方式とは、主回
路のパワースイッチ素子に一般のサイリスタを用い、出
力電圧の位相制御を行うことにより出力電力を調整する
方式である。図1にこの方式の回路例を示す。
優れまた省エネルギーにも役立つので最近の電力調整装
置の主流となっている。一般サイリスタ方式とは、主回
路のパワースイッチ素子に一般のサイリスタを用い、出
力電圧の位相制御を行うことにより出力電力を調整する
方式である。図1にこの方式の回路例を示す。
【0005】この方式の制御特性を図2を参照しつつ説
明する。なお負荷は全抵抗負荷の場合を考える。
明する。なお負荷は全抵抗負荷の場合を考える。
【0006】最上段は入力電圧を示す。2段目はゼロク
ロス信号を示す。入力電圧のゼロクロスを検出し、その
時点からタイムカウントし、ある位相角に相当する時間
となった時点でサイリスタのゲートを駆動してサイリス
タをターンオンさせる。3段目はこのゲート駆動信号を
示す。ターンオンさせると、最下段に示すようにサイリ
スタの出力電圧は急速に立上り入力電圧にほぼ等しい値
にまで達する。その後は出力は入力電圧波形に相当する
波形を描いて次のゼロクロス点に達する。このゼロクロ
ス点でサイリスタは自動的にターンオフする。
ロス信号を示す。入力電圧のゼロクロスを検出し、その
時点からタイムカウントし、ある位相角に相当する時間
となった時点でサイリスタのゲートを駆動してサイリス
タをターンオンさせる。3段目はこのゲート駆動信号を
示す。ターンオンさせると、最下段に示すようにサイリ
スタの出力電圧は急速に立上り入力電圧にほぼ等しい値
にまで達する。その後は出力は入力電圧波形に相当する
波形を描いて次のゼロクロス点に達する。このゼロクロ
ス点でサイリスタは自動的にターンオフする。
【0007】ターンオン中の電圧を演算した実効出力電
圧が出力の指標となる値である。この値を制御するに
は、サイリスタのターンオン位相角を制御することにな
る。所定の出力目標に対して、計算によりターンオン位
相角を求め、その角に対応する遅延時間(1回目のゼロ
クロスからターンオンまでの時間)後にサイリスタをタ
ーンオンさせることにより、この制御を行う。
圧が出力の指標となる値である。この値を制御するに
は、サイリスタのターンオン位相角を制御することにな
る。所定の出力目標に対して、計算によりターンオン位
相角を求め、その角に対応する遅延時間(1回目のゼロ
クロスからターンオンまでの時間)後にサイリスタをタ
ーンオンさせることにより、この制御を行う。
【0008】ところが、この一般サイリスタ方式の電力
調整装置には、重大な問題点がある。すなわち、この方
式の電力制御は、主回路に通電をしない位相角をコント
ロールすることにより、間接的に入力のうちの遮断する
電力をコントロールしているので、実際の出力は予測値
にすぎないことである。そのため、入力そのものに電源
波形の歪み等の変動があった場合、入力から遮断電力
(厳密にはサイリスタ損失も)を差し引いた実際の出力
が不意に変動することになる。
調整装置には、重大な問題点がある。すなわち、この方
式の電力制御は、主回路に通電をしない位相角をコント
ロールすることにより、間接的に入力のうちの遮断する
電力をコントロールしているので、実際の出力は予測値
にすぎないことである。そのため、入力そのものに電源
波形の歪み等の変動があった場合、入力から遮断電力
(厳密にはサイリスタ損失も)を差し引いた実際の出力
が不意に変動することになる。
【0009】この変動をも制御対象としようとすると、
フィードバックコントロールにより、次サイクル(ある
いは数サイクル後のサイクル)でのターンオン遅延時間
を調整することになる。これでは、1サイクル毎の入力
外乱に対応してその場で外乱をキャンセルして目標通り
の出力を得るリアルタイム制御にはならない。またフィ
ードバックコントロールの応答性を改善しようとする
と、制御ループで発振現象が起こり制御不能となること
もある。
フィードバックコントロールにより、次サイクル(ある
いは数サイクル後のサイクル)でのターンオン遅延時間
を調整することになる。これでは、1サイクル毎の入力
外乱に対応してその場で外乱をキャンセルして目標通り
の出力を得るリアルタイム制御にはならない。またフィ
ードバックコントロールの応答性を改善しようとする
と、制御ループで発振現象が起こり制御不能となること
もある。
【0010】理想的なリアルタイム制御をするには、つ
まり交流入力の1サイクル毎に入力外乱を補正して出力
値を所定値にコントロールするには、意図的ターンオフ
のできない一般的サイリスタ方式を用いることはできな
い。
まり交流入力の1サイクル毎に入力外乱を補正して出力
値を所定値にコントロールするには、意図的ターンオフ
のできない一般的サイリスタ方式を用いることはできな
い。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、電源波形
の歪みなどの入力の外乱変動の影響をリアルタイムで補
正して、所用の出力を安定的に供給することのできるリ
アルタイム制御電力調整装置を提供することを、目的と
する。
の歪みなどの入力の外乱変動の影響をリアルタイムで補
正して、所用の出力を安定的に供給することのできるリ
アルタイム制御電力調整装置を提供することを、目的と
する。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のリアルタイム制御電力調整装置は以下の
構成を有することとした。すなわち、 (a)主回路が、 小消費電力で主電流をターンオンおよび意図的ター
ンオフすることのできるパワースイッチ素子を順方向に
少なくとも1個(311)と逆方向に少なくとも1個
(312)を直列に接続した素子対と、 各々の該素子と並列に、各々の該素子方向に逆向き
で接続したダイオード(313、314)と、 出力電力検出する要素(315)とを有し、 (b)制御部が、 各々の上記素子を駆動する回路(321、322)
と、 入力として上記出力電力検出信号と目標実効出力電
圧値とを受けて、上記駆動回路に駆動指令を出力するマ
イクロコンピューター(325)とを有し、 (c)制御動作は、 入力電圧の負から正へのゼロクロッシングより前の
時点で順方向パワースイッチ素子の駆動信号をオンに、
逆方向パワースイッチ素子の駆動信号をオフにしてお
き、 あるインターバルで出力電力値をマイクロコンピュ
ーターが読み取り所定の演算式によりリアルタイム実績
実効出力電圧を算出し、 与えられている実効出力電圧目標値と実効出力電圧
実績値とを比較照合し両者が一致した時点で、順方向パ
ワースイッチ素子の駆動信号をオフするとともに逆方向
パワースイッチ素子の駆動信号をオンし、 引き続き上記を行い、 与えられている実効出力電圧目標値と実効出力電圧
実績値とを比較照合し両者が一致した時点で逆方向パワ
ースイッチ素子の駆動信号をオフするとともに順方向パ
ワースイッチ素子の駆動信号をオンし、 以後、からを繰り返す。
め、この発明のリアルタイム制御電力調整装置は以下の
構成を有することとした。すなわち、 (a)主回路が、 小消費電力で主電流をターンオンおよび意図的ター
ンオフすることのできるパワースイッチ素子を順方向に
少なくとも1個(311)と逆方向に少なくとも1個
(312)を直列に接続した素子対と、 各々の該素子と並列に、各々の該素子方向に逆向き
で接続したダイオード(313、314)と、 出力電力検出する要素(315)とを有し、 (b)制御部が、 各々の上記素子を駆動する回路(321、322)
と、 入力として上記出力電力検出信号と目標実効出力電
圧値とを受けて、上記駆動回路に駆動指令を出力するマ
イクロコンピューター(325)とを有し、 (c)制御動作は、 入力電圧の負から正へのゼロクロッシングより前の
時点で順方向パワースイッチ素子の駆動信号をオンに、
逆方向パワースイッチ素子の駆動信号をオフにしてお
き、 あるインターバルで出力電力値をマイクロコンピュ
ーターが読み取り所定の演算式によりリアルタイム実績
実効出力電圧を算出し、 与えられている実効出力電圧目標値と実効出力電圧
実績値とを比較照合し両者が一致した時点で、順方向パ
ワースイッチ素子の駆動信号をオフするとともに逆方向
パワースイッチ素子の駆動信号をオンし、 引き続き上記を行い、 与えられている実効出力電圧目標値と実効出力電圧
実績値とを比較照合し両者が一致した時点で逆方向パワ
ースイッチ素子の駆動信号をオフするとともに順方向パ
ワースイッチ素子の駆動信号をオンし、 以後、からを繰り返す。
【0013】発明の構成を図3を参照しつつ説明する。
【0014】この発明の電源(301)には、一般商用
交流電源(単相、三相)や自家発電機で発生させた交流
電源など各種の交流電源を使用しうる。
交流電源(単相、三相)や自家発電機で発生させた交流
電源など各種の交流電源を使用しうる。
【0015】出力を供給する負荷(331)としては、
たとえば白熱灯や高精度制御モーターなどがあげられ
る。要は、リアルタイム制御を要するほどの高精度電源
を必要とする負荷ならば、その形式を問わず適用でき
る。
たとえば白熱灯や高精度制御モーターなどがあげられ
る。要は、リアルタイム制御を要するほどの高精度電源
を必要とする負荷ならば、その形式を問わず適用でき
る。
【0016】小消費電力で主電流をターンオンおよび意
図的ターンオフできるパワースイッチ素子(311、3
12)とは、駆動動力が比較的小さくてターンオン時の
電力損失が少ない主回路開閉素子であって、電源電圧の
状況のいかんにかかわらず素子の開閉を意図的に行える
ものの意味である。たとえばMOSFET(電界効果形
トランジスタ)やIGBT(絶縁ゲートバイポーラトラ
ンジスタ)のように電圧駆動できる素子や、効率のよい
BPT(バイポーラトランジスタ)、GTOTh(ゲー
トターンオフサイリスタ)、光ゲートターンオフサイリ
スタなどがこの部類に含まれる。
図的ターンオフできるパワースイッチ素子(311、3
12)とは、駆動動力が比較的小さくてターンオン時の
電力損失が少ない主回路開閉素子であって、電源電圧の
状況のいかんにかかわらず素子の開閉を意図的に行える
ものの意味である。たとえばMOSFET(電界効果形
トランジスタ)やIGBT(絶縁ゲートバイポーラトラ
ンジスタ)のように電圧駆動できる素子や、効率のよい
BPT(バイポーラトランジスタ)、GTOTh(ゲー
トターンオフサイリスタ)、光ゲートターンオフサイリ
スタなどがこの部類に含まれる。
【0017】パワースイッチを順方向に1個と逆方向に
1個直列に接続することの意味については後述の作用の
欄で説明する。
1個直列に接続することの意味については後述の作用の
欄で説明する。
【0018】該素子と並列に該素子方向と反対方向でダ
イオードを設けることの意味についても後述の作用の欄
で説明する。ここでダイオードとは一方向通電・他方向
遮断の特性を持つ素子の総称である。
イオードを設けることの意味についても後述の作用の欄
で説明する。ここでダイオードとは一方向通電・他方向
遮断の特性を持つ素子の総称である。
【0019】出力電力を検出する要素とは、電流式や電
圧式などの出力電力を測定する要素を意味する。電流式
の場合、例えば、抵抗式、カレントトランス式、電流ホ
ール素子式などの電流計である。電圧式の場合は負荷の
電圧降下を検出する電圧計である。検出した電力値はマ
イクロコンピューターに入力できるデジタル値で出力す
る。必要により、AD変換器を随伴してよい。
圧式などの出力電力を測定する要素を意味する。電流式
の場合、例えば、抵抗式、カレントトランス式、電流ホ
ール素子式などの電流計である。電圧式の場合は負荷の
電圧降下を検出する電圧計である。検出した電力値はマ
イクロコンピューターに入力できるデジタル値で出力す
る。必要により、AD変換器を随伴してよい。
【0020】次に制御部の構成について説明する。制御
部のパワースイッチ駆動回路とはパワースイッチをター
ンオン、ターンオフさせる駆動信号を適切にパワースイ
ッチに供給する回路である。たとえば、MOSFETや
IGBTについては、それらのゲート等に信号電圧を印
加させる回路である。
部のパワースイッチ駆動回路とはパワースイッチをター
ンオン、ターンオフさせる駆動信号を適切にパワースイ
ッチに供給する回路である。たとえば、MOSFETや
IGBTについては、それらのゲート等に信号電圧を印
加させる回路である。
【0021】パワースイッチをBPTとする場合は、駆
動回路はBPTのベース電流を制御する電流回路とな
る。パワースイッチを光ゲートターンオフ型のサイリス
タとする場合は制御部は光回路となる。
動回路はBPTのベース電流を制御する電流回路とな
る。パワースイッチを光ゲートターンオフ型のサイリス
タとする場合は制御部は光回路となる。
【0022】マイクロコンピューター(331)につい
て説明する。入力は、少なくとも、上記出力電力検出要
素からの出力電力検出信号と目標実効出力とである。後
者はマニュアル、ホストコンピューターよりの指令、R
OM記憶等により与えられる。処理速度、記憶容量は制
御周期や制御精度によって適切に選択しうる。出力は、
少なくとも、パワースイッチ素子への駆動指令である。
て説明する。入力は、少なくとも、上記出力電力検出要
素からの出力電力検出信号と目標実効出力とである。後
者はマニュアル、ホストコンピューターよりの指令、R
OM記憶等により与えられる。処理速度、記憶容量は制
御周期や制御精度によって適切に選択しうる。出力は、
少なくとも、パワースイッチ素子への駆動指令である。
【0023】次に制御動作について図4を参照しながら
説明する。
説明する。
【0024】図4において最上段の曲線はパワースイッ
チへの入力電圧変化を示す。上から2段目は順方向素子
の、3段目は逆方向素子の、それぞれ駆動信号の状態を
示す。最下段の曲線は出力電圧変化を示す。これらはす
べて本発明の電力調整装置の制御動作の一例である。
チへの入力電圧変化を示す。上から2段目は順方向素子
の、3段目は逆方向素子の、それぞれ駆動信号の状態を
示す。最下段の曲線は出力電圧変化を示す。これらはす
べて本発明の電力調整装置の制御動作の一例である。
【0025】入力電圧の曲線は基本的にはサインカーブ
である。しかし不規則な変動(電圧ドロップなど)やサ
インカーブの歪を伴っている。図4左端A時点は負電圧
から1回目のゼロクロスに移りかけているところであ
る。
である。しかし不規則な変動(電圧ドロップなど)やサ
インカーブの歪を伴っている。図4左端A時点は負電圧
から1回目のゼロクロスに移りかけているところであ
る。
【0026】Aの時点で順方向素子(311)の駆動信
号をオンする。しかし、この時点では入力電圧はマイナ
スで順方向素子には逆バイアスがかかっているため順方
向素子は通電しない。また順方向素子に並列に逆方向で
接続されているダイオード(313)にも逆電圧がかか
っているのでダイオードも通電しない。結局主回路は不
導通で出力は0である。
号をオンする。しかし、この時点では入力電圧はマイナ
スで順方向素子には逆バイアスがかかっているため順方
向素子は通電しない。また順方向素子に並列に逆方向で
接続されているダイオード(313)にも逆電圧がかか
っているのでダイオードも通電しない。結局主回路は不
導通で出力は0である。
【0027】次に、1回目のゼロクロスが生じるB時点
通過後は事情が異なる。ターンオンしている順方向素子
に正電圧がかかり素子が導通し、基本的に入力と同じ
(素子抵抗の分だけ電圧降下)電圧が出力される。図4
最下段のBからCまでの曲線がそれを示している。
通過後は事情が異なる。ターンオンしている順方向素子
に正電圧がかかり素子が導通し、基本的に入力と同じ
(素子抵抗の分だけ電圧降下)電圧が出力される。図4
最下段のBからCまでの曲線がそれを示している。
【0028】出力電圧の関数である例えば出力電流は一
定周期毎に測定される。一定周期を具体的にいくらとす
るかは、入力電源の周波数や要求されるリアルタイム制
御の度合いによって異なる。たとえば東日本地区商用交
流の50Hzの場合だと、周期20msec の1/10か
ら1/1000つまり20μsec から2msec が一般的
である。
定周期毎に測定される。一定周期を具体的にいくらとす
るかは、入力電源の周波数や要求されるリアルタイム制
御の度合いによって異なる。たとえば東日本地区商用交
流の50Hzの場合だと、周期20msec の1/10か
ら1/1000つまり20μsec から2msec が一般的
である。
【0029】出力実効電圧を主回路電流からの換算で求
めることもできる。この場合の実効電圧計算の方法は次
のとおりである。まず式1によって実効電流を計算す
る。
めることもできる。この場合の実効電圧計算の方法は次
のとおりである。まず式1によって実効電流を計算す
る。
【0030】
【数1】
【0031】次に得られた実効電流値に想定される負荷
抵抗を乗じて実効電圧値を計算する。
抵抗を乗じて実効電圧値を計算する。
【0032】パワースイッチ素子の通電時間の経過とと
もに実効電圧値は上昇する。一方、マイクロコンピュー
ターには制御目標の実効電圧値が与えられており、実績
値と目標値が一致した時点(図4C)で次の動作に移行
する。
もに実効電圧値は上昇する。一方、マイクロコンピュー
ターには制御目標の実効電圧値が与えられており、実績
値と目標値が一致した時点(図4C)で次の動作に移行
する。
【0033】図4のC時点でマイクロコンピューターは
パワースイッチ駆動回路に信号を出して順方向素子をオ
フする。これにより、負荷への必要以上の電力供給を断
つ。
パワースイッチ駆動回路に信号を出して順方向素子をオ
フする。これにより、負荷への必要以上の電力供給を断
つ。
【0034】一方、逆方向素子駆動信号を順方向素子と
は逆にオンにする。そうしても出力電圧が0に保たれる
のは前述のメカニズムによる。
は逆にオンにする。そうしても出力電圧が0に保たれる
のは前述のメカニズムによる。
【0035】Dの時点からFの時点までは入出力電圧の
正負が逆なことを除いては、BからDの時点の場合と同
様である。
正負が逆なことを除いては、BからDの時点の場合と同
様である。
【0036】
【実施例】この発明の一実施例を図5の回路図に示す。
回路中の構成要素を具体的に以下に示す。 電源(501):100V、50Hz商用交流電源 パワースイッチ素子(511、512):IGBT、三
菱電気製CM30E3Y−12 ダイオード(513、514):上記IGBMに内蔵 抵抗(515):シャント型抵抗 AD変換器(516):アナログデバイス社製AD57
9 ゲート回路(512、522):−15V〜+15Vの
電圧回路 マイクロコンピューター(525):16ビットマイコ
ン、インテル社製80286 送受信SIO(526):NEC製D7201 光アイソレータ(527):東芝製TLP550 負荷(531):白熱灯(100V、1KWH)
回路中の構成要素を具体的に以下に示す。 電源(501):100V、50Hz商用交流電源 パワースイッチ素子(511、512):IGBT、三
菱電気製CM30E3Y−12 ダイオード(513、514):上記IGBMに内蔵 抵抗(515):シャント型抵抗 AD変換器(516):アナログデバイス社製AD57
9 ゲート回路(512、522):−15V〜+15Vの
電圧回路 マイクロコンピューター(525):16ビットマイコ
ン、インテル社製80286 送受信SIO(526):NEC製D7201 光アイソレータ(527):東芝製TLP550 負荷(531):白熱灯(100V、1KWH)
【0037】この実施例では、目標実効電圧値を光通信
装置を介してホストコンピューターより与えることとし
ている。複雑な出力制御にも対応しうるためである。
装置を介してホストコンピューターより与えることとし
ている。複雑な出力制御にも対応しうるためである。
【0038】演算のインターバルは20μsec とした。
その結果、良好なリアルタイム制御結果が得られた。
その結果、良好なリアルタイム制御結果が得られた。
【0039】
【発明の効果】本発明のリアルタイム制御電力調整装置
は以下の効果を有する。
は以下の効果を有する。
【0040】 電源波形の歪みなどの入力の外乱変動
の影響をリアルタイムですばやく補正して時間遅れなく
出力制御できる。 入力の乱れに関係なく安定した高精度の出力を負荷
に供給できる。
の影響をリアルタイムですばやく補正して時間遅れなく
出力制御できる。 入力の乱れに関係なく安定した高精度の出力を負荷
に供給できる。
【0041】 パワースイッチ素子の駆動信号は入力
電圧のゼロクロスと関係なく切替えられるので、ゼロク
ロス検出は不要となる。 の結果、入力電圧の大きな乱れによってゼロクロ
スに誤信号が入るような場合にも、制御動作に影響がな
くなり、より一層出力が安定する。
電圧のゼロクロスと関係なく切替えられるので、ゼロク
ロス検出は不要となる。 の結果、入力電圧の大きな乱れによってゼロクロ
スに誤信号が入るような場合にも、制御動作に影響がな
くなり、より一層出力が安定する。
【0042】 の問題に対処するため、従来は入力
を電圧フィルター回路に通して安定化させていた。その
ため位相角約20°の遅延が生じ、出力を最大とする場
合にも位相角160°(フルで180°)分の出力しか
出せなかった。この発明では、ほぼ100%のフルサイ
ンウェーブ出力とすることができる。
を電圧フィルター回路に通して安定化させていた。その
ため位相角約20°の遅延が生じ、出力を最大とする場
合にも位相角160°(フルで180°)分の出力しか
出せなかった。この発明では、ほぼ100%のフルサイ
ンウェーブ出力とすることができる。
【0043】 の後れの問題のため、従来の回路で
は、出力をストロボ等のきわめて高精度動作タイミング
を要求させる負荷には電力を供給できなかった。遅れの
ため歪波形となりストロボ発光タイミングの周期性を害
するからである。しかしこの発明の電力調整装置出力
は、一般商用電源と同様にストロボにも使用できる。
は、出力をストロボ等のきわめて高精度動作タイミング
を要求させる負荷には電力を供給できなかった。遅れの
ため歪波形となりストロボ発光タイミングの周期性を害
するからである。しかしこの発明の電力調整装置出力
は、一般商用電源と同様にストロボにも使用できる。
【0044】 この発明の電力調整装置では出力の立
上りが入力のサインカーブのなめらかな立上りと同一形
状であるため、従来の電力調整装置での急峻な立上りを
さけることができる。この急峻な立上りでのdi/dt
(電流勾配)が白熱灯などに印加されると白熱灯のフィ
ラメントが電磁力により振動し聴音ノイズを発生させて
いた。本発明の電力調整装置ではこのノイズ発生を防止
することができる。
上りが入力のサインカーブのなめらかな立上りと同一形
状であるため、従来の電力調整装置での急峻な立上りを
さけることができる。この急峻な立上りでのdi/dt
(電流勾配)が白熱灯などに印加されると白熱灯のフィ
ラメントが電磁力により振動し聴音ノイズを発生させて
いた。本発明の電力調整装置ではこのノイズ発生を防止
することができる。
【図1】従来の一般サイリスタ方式の電力調整装置を示
す回路図である。
す回路図である。
【図2】従来の一般サイリスタ方式の制御特性を示す図
である。
である。
【図3】この発明の電力調整装置を示す回路図である。
【図4】この発明の電力調整装置の制御特性を示す図で
ある。
ある。
【図5】この発明の電力調整装置の一実施例を示す回路
図である。
図である。
101、301、501 電源 111、112 サイリスタ 311 順方向パワース
イッチ素子 312 逆方向パワース
イッチ素子 511 順方向IGBT 512 逆方向IGBT 313、314、513、514 ダイオード 315 出力電力検出要
素 515 抵抗 516 AD変換器 121、521、522 ゲート回路 122 制御回路 321 順方向パワース
イッチ素子駆動回路 322 逆方向パワース
イッチ素子駆動回路 325 マイクロコンピ
ューター 526 送受信SIO 527、528 光アイソレータ 131、331 負荷 531 白熱灯
イッチ素子 312 逆方向パワース
イッチ素子 511 順方向IGBT 512 逆方向IGBT 313、314、513、514 ダイオード 315 出力電力検出要
素 515 抵抗 516 AD変換器 121、521、522 ゲート回路 122 制御回路 321 順方向パワース
イッチ素子駆動回路 322 逆方向パワース
イッチ素子駆動回路 325 マイクロコンピ
ューター 526 送受信SIO 527、528 光アイソレータ 131、331 負荷 531 白熱灯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゴードン ダブリュ パールマン アメリカ合衆国 オレゴン ポートランド エヌ ダブリュ ルレイ テラス 3004 (72)発明者 スチーブン ビー カールソン アメリカ合衆国 オレゴン ポートランド エヌ ダブリュ オールド ケリィ ロ ード 11929 (72)発明者 関根 信明 埼玉県入間郡大井町武蔵野1285 アールデ ィエス株式会社 埼玉工場内
Claims (3)
- 【請求項1】 交流電源(301)と負荷(331)と
の間に接続される、以下の構成を有するリアルタイム電
力調整装置; (a)主回路が、 小消費電力で主電流をターンオンおよび意図的ター
ンオフすることのできるパワースイッチ素子を順方向に
少なくとも1個(311)と逆方向に少なくとも1個
(312)を直列に接続した素子対と、 各々の該素子と並列に、各々の該素子方向に逆向き
で接続したダイオード(313、314)と、 出力電力を検出する要素(315)とを有し、 (b)制御部が、 各々の上記素子を駆動する回路(321、322)
と、 入力として上記出力電力検出信号と目標実効出力電
圧値とを受けて、上記駆動回路に駆動指令を出力するマ
イクロコンピューター(325)とを有し、 (c)制御動作は、 入力電圧の負から正へのゼロクロッシングより前の
時点で順方向パワースイッチ素子の駆動信号をオンに、
逆方向パワースイッチ素子の駆動信号をオフにしてお
き、 あるインターバルで出力電力値をマイクロコンピュ
ーターが読み取り所定の演算式によりリアルタイム実績
実効出力電圧を算出し、 与えられている実効出力電圧目標値と実効出力電圧
実績値とを比較照合し両者が一致した時点で、順方向パ
ワースイッチ素子の駆動信号をオフするとともに逆方向
パワースイッチ素子の駆動信号をオンし、 引き続き上記を行い、 与えられている実効出力電圧目標値と実効出力電圧
実績値とを比較照合し両者が一致した時点で逆方向パワ
ースイッチ素子の駆動信号をオフするとともに順方向パ
ワースイッチ素子の駆動信号をオンし、 以後、からを繰り返す。 - 【請求項2】 上記パワースイッチ素子MOS型電界効
果トランジスタ(MOSFET)または絶縁ゲートバイ
ポーラトランジスタ(IGBT)である請求項1の電力
調整装置。 - 【請求項3】 上記パワースイッチ素子がゲートターン
オフサイリスタ(GTOTh)である請求項1の電力調
整装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03146189A JP3135607B2 (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | リアルタイム制御電力調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03146189A JP3135607B2 (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | リアルタイム制御電力調整装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0695749A true JPH0695749A (ja) | 1994-04-08 |
JP3135607B2 JP3135607B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=15402152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03146189A Expired - Fee Related JP3135607B2 (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | リアルタイム制御電力調整装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3135607B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013214240A (ja) * | 2012-04-03 | 2013-10-17 | Yoshikawa Rf Semicon Co Ltd | 電力調整回路 |
-
1991
- 1991-06-18 JP JP03146189A patent/JP3135607B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013214240A (ja) * | 2012-04-03 | 2013-10-17 | Yoshikawa Rf Semicon Co Ltd | 電力調整回路 |
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Publication number | Publication date |
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JP3135607B2 (ja) | 2001-02-19 |
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