CN102324857B - 相位控制装置 - Google Patents

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    • H05B41/3924—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations by phase control, e.g. using a triac

Abstract

本发明提供一种相位控制装置，具备：第1晶体管，源极或发射极与交流电源(1)的一端连接，漏极或集电极与负载的一端连接；第2晶体管，源极或发射极与交流电源的另一端连接，漏极或集电极与负载的另一端连接；二极管电桥(71、71’)，对交流电源的交流电压进行整流；和齐纳二极管与电容器的并联电路。并联电路相对于二极管电桥(71)的负极侧的输出端子的电位而生成高电位，或相对于所述二极管电桥(71’)的正极侧的输出端子的电位而生成低电位。在高电位和所述二极管电桥(71)的负极侧的输出端子的电位之间、或所述低电位和所述二极管电桥(71’)的正极侧的输出端子的电位之间，切换第1晶体管的控制端子的电位和第2晶体管的控制端子的电位。

Description

相位控制装置
技术领域
本发明涉及一种对交流负载的电力进行相位控制或逆相位控制的相位控制装置，更详细而言，涉及一种将晶体管用作开关元件来对交流负载的电力进行相位控制或逆相位控制的相位控制装置。
背景技术
在电动工具或照明器具等电气设备领域中，广泛对交流电动机或照明负载等负载的电力进行相位控制或逆相位控制。例如，在特开2009-12149号公报和特开平08-154392号公报中，公开了将三端双向可控硅开关元件(triac)或SSR(SolidStateRelay)用作开关元件来进行交流电动机的相位控制的电动工具或交流电动机的控制装置。
在电气设备中进行交流负载的相位控制或逆相位控制时，因进行开关动作时的急剧的电流变化会产生电磁噪声。在如流过交流负载的电流大的电动工具这样的电气设备中，由于因开关动作引起的电磁噪声变大，因此很担心对周围的电气设备或人体带来的恶劣影响。
在特开平11-161346号公报中，公开了使用沿着反方向串联连接的两个MOSFET(Metal-OxideSemiconductorField-EffectTransistor)进行相位控制或逆相位控制的相位控制装置。近几年，在功率电子学领域中，普及了MOSFET或IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)等可控制大电流的晶体管。与三端双向可控硅开关元件或SSR等相比，晶体管在降低进行开关动作时的电流变化方面很有利。因此，在比较大的电流流过负载的电气设备(例如电动工具)的相位控制或逆相位控制中，也考虑通过将可控制大电流的晶体管用作开关元件来抑制进行开关动作时的电磁噪声。
在流过大电流的电气设备中，在进行使用了可控制大电流的晶体管的相位控制或逆相位控制的情况下，需要生成用作晶体管的栅极或基极驱动电压的比较大的恒定电压，施加到晶体管的栅极或基极。在特开平11-161346号公报的图2所示的相位控制装置中，使用利用了变压器的栅极电源部，从交流电压得到了栅极驱动电压。但是，这样的栅极电源部需要比较大的设置区域，在成本较高且重量较重的一点来说，并不是优选的。
此外，在特开平11-161346号公报的图8所示的相位控制装置中，将交流电源和负载的串联电路连接到了二极管电桥的输入端子间，但是利用二极管电桥对施加到这些端子间的交流电压进行全波整流，并不能稳定地得到高的直流电压。因此，该相位控制装置的结构在使用了可控制大电流的晶体管的相位控制或逆相位控制中并不是优选的。
若不是通过全波整流而是利用半波整流，从交流电压生成晶体管的栅极或基极驱动电压，则能够使用比较简单的电路结构生成栅极或基极驱动电压。但是，为了稳定且准确地进行相位控制或逆相位控制，需要栅极或基极驱动电压稳定。鉴于这一点，优选对交流电压进行全波整流来生成栅极或基极驱动电压。
发明内容
本发明用于解决上述的问题，其目的在于，在使用晶体管进行交流负载的相位控制或逆相位控制的相位控制装置中，以节省空间、低廉且重量轻的方式利用简单的结构进行全波整流，从而生成提供给晶体管的控制端子的驱动电压。
本发明的第1方式的相位控制装置是对提供给与交流电源连接的负载的电力进行相位控制或逆相位控制的相位控制装置，其特征在于，包括：第1晶体管，其源极或发射极与所述交流电源的一端连接，并且漏极或集电极与所述负载的一端连接；第2晶体管，其源极或发射极与所述交流电源的另一端连接，并且漏极或集电极与所述负载的另一端连接；二极管电桥，其对所述交流电源的交流电压进行整流；以及齐纳二极管和电容器的并联电路，所述并联电路使用所述二极管电桥的输出，相对于所述二极管电桥的负极侧的输出端子的电位而生成高电位，或者相对于所述二极管电桥的正极侧的输出端子的电位而生成低电位，在所述高电位和所述二极管电桥的负极侧的输出端子的电位之间、或者所述低电位和所述二极管电桥的正极侧的输出端子的电位之间，切换所述第1晶体管的控制端子的电位和所述第2晶体管的控制端子的电位。
并且，本发明的相位控制装置还具备电阻，所述电阻的一端与所述二极管电桥的正极侧的输出端子连接，所述电阻的另一端连接在所述齐纳二极管的阴极和所述电容器的一端上，所述齐纳二极管的阳极和所述电容器的另一端连接在所述二极管电桥的负极侧的输出端子上，所述二极管电桥的一个输入端子连接在所述交流电源和所述第1晶体管的连接点上，所述二极管电桥的另一个输入端子连接在所述交流电源和所述第2晶体管的连接点上，在所述电阻和所述并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥的负极侧的输出端子的电位之间，切换所述第1晶体管的控制端子的电位和所述第2晶体管的控制端子的电位。
并且，本发明的相位控制装置还具备开关元件，所述第1晶体管的控制端子和所述第2晶体管的控制端子分别经由栅极电阻与所述开关元件的一端连接，根据所述开关元件的接通/关断，在所述电阻和所述并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥的负极侧的输出端子的电位之间，切换所述开关元件的一端的电位。
此外，本发明的相位控制装置还具备电阻，所述电阻的一端与所述二极管电桥的负极侧的输出端子连接，所述电阻的另一端连接在所述齐纳二极管的阳极和所述电容器的一端上，所述齐纳二极管的阴极和所述电容器的另一端连接在所述二极管电桥的正极侧的输出端子上，所述二极管电桥的一个输入端子连接在所述交流电源和所述第1晶体管的连接点上，所述二极管电桥的另一个输入端子连接在所述交流电源和所述第2晶体管的连接点上，在所述电阻和所述并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥的正极侧的输出端子的电位之间，切换所述第1晶体管的控制端子的电位和所述第2晶体管的控制端子的电位。
并且，本发明的相位控制装置还具备开关元件，所述第1晶体管的控制端子和所述第2晶体管的控制端子分别经由栅极电阻与所述开关元件的一端连接，根据所述开关元件的接通/关断，在所述电阻和所述并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥的正极侧的输出端子的电位之间，切换所述开关元件的一端的电位。
本发明的第2方式的相位控制装置是对提供给与交流电源连接的负载的电力，使用与所述负载串联设置的开关单元进行相位控制或逆相位控制的相位控制装置，其特征在于，包括：二极管电桥，其对所述交流电源的交流电压进行整流；第1齐纳二极管和第1电容器的第1并联电路，其使用所述二极管电桥的输出，相对于所述二极管电桥的负极侧的输出端子的电位而生成高电位；第2齐纳二极管和第2电容器的第2并联电路，其使用所述二极管电桥的输出，相对于所述二极管电桥的正极侧的输出端子的电位而生成低电位，所述开关单元具备：设置在所述交流电源和所述负载之间的第1晶体管；与所述第1晶体管的极性不同且与所述第1晶体管并联配置的第2晶体管；相对于所述第1晶体管沿着顺方向串联连接的第1二极管；相对于所述第2晶体管沿着顺方向串联连接的第2二极管，所述第1晶体管的源极或发射极和所述第2晶体管的源极或发射极被配置在所述交流电源侧，在所述高电位和所述二极管电桥的负极侧的输出端子的电位之间切换所述第1晶体管的控制端子的电位，并且在所述低电位和所述二极管电桥的正极侧的输出端子的电位之间切换所述第2晶体管的控制端子的电位。
并且，本发明的相位控制装置还具备电阻，所述电阻的一端连接在所述第1齐纳二极管的阴极和所述第1电容器的一端上，所述电阻的另一端连接在所述第2齐纳二极管的阳极和所述第2电容器的一端上，所述第1齐纳二极管的阳极和所述第1电容器的另一端连接在所述二极管电桥的负极侧的输出端子上，所述第2齐纳二极管的阴极和所述第2电容器的另一端连接在所述二极管电桥的正极侧的输出端子上，所述二极管电桥的一个输入端子连接在所述交流电源和所述开关单元的连接点上，所述二极管电桥的另一个输入端子连接在所述交流电源和所述负载的连接点上，在所述电阻和所述第1并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥的负极侧的输出端子的电位之间，切换所述第1晶体管的控制端子的电位，在所述电阻和所述第2并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥的正极侧的输出端子的电位之间，切换所述第2晶体管的控制端子的电位。
并且，本发明的相位控制装置还具备第1开关元件和第2开关元件，所述第1晶体管的控制端子经由栅极电阻与所述第1开关元件的一端连接，根据所述第1开关元件的接通/关断，在所述电阻和所述第1并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥的负极侧的输出端子的电位之间，切换所述第1开关元件的一端的电位，所述第2晶体管的控制端子经由栅极电阻与所述第2开关元件的一端连接，根据所述第2开关元件的接通/关断，在所述电阻和所述第2并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥的正极侧的输出端子的电位之间，切换所述第2开关元件的一端的电位。
此外，本发明的相位控制装置还具备第1电阻和第2电阻，所述第1电阻的一端连接在所述第1齐纳二极管的阴极和所述第1电容器的一端上，所述第2电阻的一端连接在所述第2齐纳二极管的阳极和所述第2电容器的一端上，所述第2电阻的另一端、所述第1齐纳二极管的阳极和所述第1电容器的另一端连接在所述二极管电桥的负极侧的输出端子上，所述第1电阻的另一端、所述第2齐纳二极管的阴极和所述第2电容器的另一端连接在所述二极管电桥的正极侧的输出端子上，所述二极管电桥的一个输入端子连接在所述交流电源和所述开关单元的连接点上，所述二极管电桥的另一个输入端子连接在所述交流电源和所述负载的连接点上，在所述第1电阻和所述第1并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥的负极侧的输出端子的电位之间，切换所述第1晶体管的控制端子的电位，在所述第2电阻和所述第2并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥的正极侧的输出端子的电位之间，切换所述第2晶体管的控制端子的电位。
并且，本发明的相位控制装置还具备第1开关元件和第2开关元件，所述第1晶体管的控制端子经由栅极电阻与所述第1开关元件的一端连接，根据所述第1开关元件的接通/关断，在所述第1电阻和所述第1并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥的负极侧的输出端子的电位间，切换所述第1开关元件的一端的电位，所述第2晶体管的控制端子经由栅极电阻与所述第2开关元件的一端连接，根据所述第2开关元件的接通/关断，在所述第2电阻和所述第2并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥的正极侧的输出端子的电位间，切换所述第2开关元件的一端的电位。
在本发明中，使用上述的电路结构，提供了施加到用于相位控制或逆相位控制的两个晶体管的控制端子的电位。并且，将这些晶体管配置成两个晶体管的源极或发射极的电位与二极管电桥的输出端子的电位的关系随着交流电压变化。因此，在本发明中，能够以节省空间、廉价且重量轻的方式使用简单的电路结构来进行全波整流，而且通过使用该电路结构来进行全波整流，能够向两个晶体管的控制端子提供这些晶体管的控制中必需的且稳定的电压。该电路结构由于不包括变压器等电器部件，因此比较省空间，且比较廉价，重量轻，也比较简单。
此外，在作为交流电源例如使用商用交流电源的情况下，能够生成充分大的电压，因此通过本发明，可以容易进行将大电流的晶体管用作开关元件的相位控制或逆相位控制。
附图说明
图1是表示本发明的相位控制装置的第1实施例的电路图。
图2是表示本发明的相位控制装置的第2实施例的电路图。
图3是表示本发明的相位控制装置的第3实施例的电路图。
图4是表示本发明的相位控制装置的第4实施例的电路图。
具体实施方式
以下，利用附图说明本发明。图1是表示本发明的第1实施例的相位控制装置的结构的电路图。相位控制装置具备：将交流电源1作为电源的交流负载2；接通或断开提供给交流负载2的供给电力的开关单元3；按照以规定的相位角或点火角向交流负载2施加电压的方式对开关单元3的动作进行控制的控制单元5；从交流电压生成用在开关单元3的控制中的恒定电压的恒定电压生成单元7。
例如，交流电源1是单相交流的商用交流电源，可以使用50Hz或60Hz的100V的单相交流电源、或50Hz的220V的单相交流电源等。例如，本发明的相位控制装置是嵌入到螺栓固定设备中来使用的，交流负载2是交流电动机，旋转驱动插座。插座与螺栓的头部或螺合于螺栓的螺母装卸自如地嵌合在一起。对于应用本发明的相位控制装置的电气设备没有特别的限制，也可以在螺栓固定设备以外的电气设备中应用本发明的相位控制装置。例如，可以在照明器具中为了进行照明负载的相位控制而使用本发明的相位控制装置。
开关单元3包括与交流负载2串联连接的两个N沟道MOSFET31、32。MOSFET31的漏极与交流负载2的一端连接，MOSFET31的源极与交流电源1的一端连接。MOSFET32的漏极与交流负载2的另一端连接，MOSFET32的源极与交流电源1的另一端连接。在MOSFET31的漏极-源极间，设有允许电流的逆流的二极管41。在MOSFET32的漏极-源极间，也设有允许电流的逆流的二极管42。将在后面详细叙述开关单元3的动作。
控制单元5包括过零检测电路51、计时电路52、CPU53、时钟54以及触发电路55。在过零检测电路51的输出端子间，连接有由第1光电耦合器56的发光二极管和电阻57构成的串联电路。第1光电耦合器56的光电晶体管的集电极与未图示的电源连接，该光电晶体管的发射极与计时电路52的输入端子和触发电路55的复位端子连接，并且经由电阻58被接地。向过零检测电路51的输入端子间施加交流电源1的交流电压。过零检测电路51检测交流电源1的交流电压成为零的状态，即检测过零点，生成具有与交流电压的过零点对应的短时间脉冲的信号。信号的脉冲间隔是交流电压的半周期。将生成的脉冲信号经由第1光电耦合器56输入给计时电路52和触发电路55。
计时电路52在每次接收从过零检测电路51输出的脉冲时开始进行计时。并且，若计数了规定的设定时间，则向触发电路55的置位端子输出脉冲。换言之，计时电路52将过零检测电路51输出的脉冲信号延迟与该设定时间对应的量后输出给触发电路55。
时钟54生成计时电路52在计时时使用的时钟信号。CPU53设定上述的设定时间，即脉冲信号的延迟时间，并提供给计时电路52。例如，在本发明的相位控制装置被用于螺栓固定设备中的情况下，CPU53根据使用者设定的固定转矩的设定值决定设定时间，并提供给计时电路52。
过零检测电路51输出的脉冲信号被输入到触发电路55的复位端子，并且被延迟设定时间之后输入到触发电路55的置位端子。图1的触发电路55通过脉冲输入到复位端子而成为复位状态，从该脉冲的输入经过设定时间之后向置位端子输入脉冲而成为置位状态。由此，触发电路55生成脉冲间隔为交流的半周期且脉冲宽度为从交流的半周期减去了设定时间后的时间的脉冲信号。该脉冲信号的各脉冲的脉冲宽度对应于相位控制的相位角。
触发电路55的输出端子经由第2光电耦合器59的发光二极管59a和电阻60被接地。第2光电耦合器59的光电晶体管59b的集电极与提供恒定电压生成单元7生成的恒定电压的电源线连接。第2光电耦合器59的光电晶体管59b的发射极经由栅极电阻33、34与MOSFET31、32各自的栅极连接。
恒定电压生成单元7具备对交流电压进行全波整流的二极管电桥71。二极管电桥71的一个输入端子连接在MOSFET31与交流电源1的连接点上，二极管电桥71的另一个输入端子连接在MOSFET32与交流电源1的连接点上。二极管电桥71的正极侧的输出端子经由电阻72连接在电容器73和齐纳二极管74的并联电路上。电容器73的一端和齐纳二极管74的阴极与电阻72的一端连接。电容器73的另一端和齐纳二极管74的阳极与二极管电桥71的负极侧的输出端子连接。控制单元5的第2光电耦合器59的光电晶体管59b的发射极也经由电阻61与二极管电桥71的负极侧的输出端子连接。
恒定电压生成单元7的二极管电桥71对交流电源1的交流电压进行全波整流，电容器73对整流后的直流电压进行平滑化。通过齐纳二极管74赋予被平滑化的直流电压的上限，从而电容器73和齐纳二极管74的并联电路与电阻72的连接点的电位(以下称作“供给电位”)相对于二极管电桥71的负极侧的输出端子的电位(以下称作“基准电位”)保持大致一定。相对于二极管电桥71的负极侧的输出端子的该连接点的电压成为恒定电压生成单元7生成的恒定电压。
在从控制单元5的触发电路55输出的脉冲信号为高电平的情况下，通过第2光电耦合器59的发光二极管59a的光，第2光电耦合器59的光电晶体管59b处于导通状态。由此，MOSFET31、32的栅极电位成为供给电位。在从触发电路55输出的脉冲信号为低电平的情况下，第2光电耦合器59的光电晶体管59b处于截止状态，MOSFET31、32的栅极电位成为基准电位。
考虑在MOSFET31的源极电位比MOSFET32的源极电位还高的状态下，第2光电耦合器59的光电晶体管59b处于导通状态，MOSFET31、32的栅极电位成为供给电位的情况。该情况下，由于MOSFET32的源极电位和基准电位(二极管电桥71的负极侧的输出端子的电位)大致相同，因此恒定电压生成单元7的供给电位(该供给电位与基准电位之差)被施加到MOSFET32的栅极，作为MOSFET32的栅极驱动电压。之后，MOSFET32处于导通状态。通过MOSFET32处于导通状态，无论MOSFET31是处于导通状态还是处于截止状态，经由二极管41、交流负载2、以及MOSFET32的漏极-源极间而流过电流(即，由交流负载2和开关单元3构成的电路处于导通状态)，向交流负载2提供电力。在可以使用MOSFET31的寄生二极管来代替二极管41的情况下，无需设置二极管41。
考虑在MOSFET32的源极电位比MOSFET31的源极的电位还高的状态下，第2光电耦合器59的光电晶体管59b处于导通状态，MOSFET31、32的栅极电位成为供给电位的情况。该情况下，由于MOSFET31的源极电位和基准电位大致相同，因此恒定电压生成单元7的供给电位被施加到MOSFET31的栅极，作为MOSFET31的栅极驱动电压。之后，MOSFET31处于导通状态。通过MOSFET31处于导通状态，无论MOSFET32是处于导通状态还是处于截止状态，都会经由二极管42、交流负载2、以及MOSFET31的漏极-源极间而流过电流(即，由交流负载2和开关单元3构成的电路处于导通状态)，向交流负载2提供电力。在可以使用MOSFET32的寄生二极管来代替二极管42的情况下，无需设置二极管42。
在MOSFET31的源极电位和MOSFET32的源极电位相等或大致相等的状态下，第2光电耦合器59的光电晶体管59b处于导通状态，在MOSFET31、32的栅极电位成为恒定电压生成单元7的供给电位的情况下，MOSFET31、32都处于导通状态。并且，由交流负载2和开关单元3构成的电路处于导通状态。随着之后的交流电压的变化，即使高电位侧的MOSFET处于截止状态，电流也会流过与该MOSFET并联设置的二极管，低电位侧的MOSFET处于导通状态。因此，由交流负载2和开关单元3构成的电路一直是导通状态，向交流负载2提供电力。
考虑在MOSFET31的源极电位比MOSFET32的源极电位还高的状态下，第2光电耦合器59的光电晶体管59b处于截止状态，MOSFET31、32的栅极成为基准电位的情况。此时，由于MOSFET32的源极电压与基准电位大致相同，因此MOSFET32处于截止状态。由于MOSFET32为截止状态，并且与MOSFET32并联设置的二极管42被反向偏置，因此由交流负载2和开关单元3构成的电路处于断开状态。由于电流不会经过交流负载2从MOSFET31侧流向MOSFET32侧，因此不会向交流负载2提供电力。
考虑在MOSFET32的源极电位比MOSFET31的源极电位还高的状态下，第2光电耦合器59的光电晶体管59b处于截止状态，MOSFET31、32的栅极成为基准电位的情况。此时，由于MOSFET31的源极电位和基准电位大致相同，因此MOSFET31处于截止状态。由于MOSFET31为截止状态，并且与MOSFET31并联设置的二极管41被反向偏置，因此由交流负载2和开关单元3构成的电路处于断开状态。由于电流不会经过交流负载2从MOSFET32侧流向MOSFET31侧，因此不会向交流负载2提供电力。另外，在MOSFET31的源极电位和MOSFET32的源极电位相等或大致相等的状态下，即使在向MOSFET31、32的栅极施加基准电位的情况下，MOSFET31、32都处于截止状态，由交流负载2和开关单元3构成的电路处于断开状态。即使之后交流电压有变化，由于低电位侧的MOSFET一直是截止状态，并且与该MOSFET并联的二极管被反向偏置，因此由交流负载2和开关单元3构成的电路一直是断开状态，不会向交流负载2提供电力。
如以上说明，通过控制单元5控制开关单元3的MOSFET31、32的动作，从而进行交流负载2的相位控制。即，反复进行如下动作：根据交流电压的过零点停止向交流负载2的电力供给，若停止电力供给之后经过与相位角对应的时间，则开始向交流负载2的电力供给。例如，在螺栓固定设备中应用本发明的相位控制装置的情况下，通过以与使用者设定的固定转矩的设定值对应的相位角向交流负载2施加交流电压，从而按照固定转矩成为设定值的方式，对交流负载2的电力进行相位控制，具体而言是对交流电动机的电力进行相位控制。
若进行交流负载2的相位控制，则MOSFET31、32的栅极电阻33、34的电位在恒定电压生成单元7的供给电位与基准电位之间反复变化。但是，由于栅极电阻33、和MOSFET31的栅极-源极间寄生电容即栅极电容起到RC延迟电路的作用，所以MOSFET31的栅极的电压变化变得缓慢。此外，由于栅极电阻34、和MOSFET32的栅极-源极间的寄生电容即栅极电容起到RC延迟电路的作用，所以MOSFET32的栅极的电压变化变得缓慢。由此，使流过MOSFET31、32的漏极-源极间的电流的变化变得缓和，能够抑制伴随交流负载2的相位控制产生的电磁噪声。
本实施例中，在二极管电桥71的负极侧的输出端子与MOSFET31的栅极之间连接有电容器43，在二极管电桥71的负极侧的输出端子与MOSFET32的栅极之间也连接有电容器44。通过电容器43、44，能够使这些栅极的电位变化变得更加缓慢。在通过栅极电阻33、34和MOSFET31、32的栅极电容适当地赋予延迟时间，可充分缓和MOSFET31、32的电流变化的情况下，无需设置这些电容器43、44。
在第1实施例的相位控制装置中，如以上所述，通过构成恒定电压生成单元7，并且配置构成开关单元3的MOSFET31、32，从而能够在不包含变压器等电气部件的情况下，以节省空间、廉价且重量轻的方式使用简单的电路结构对交流电压进行全波整流，来生成施加到MOSFET31、32的栅极的栅极驱动电压。并且，在作为交流电源1而使用一般的商用交流电源的情况下，能够相对于基准电位，将恒定电压生成单元7的电源线电位即供给电位提高至驱动大电流的MOSFET所需的程度(例如+12V)。因此，在第1实施例的相位控制装置中，作为MOSFET31、32可以使用可控制大电流的MOSFET。
在第1实施例的相位控制装置中，由于对交流电压进行全波整流，因此与对交流电压进行半波整流时相比，能够生成更稳定的栅极驱动电压。因此，与对交流电压进行半波整流时相比，通过相位控制而每隔交流的半周期提供给交流负载2的电力更稳定。因该电力稳定，所以例如在交流负载2为交流电动机的情况下，抑制电动机的不规整振动，在交流负载2为照明负载的情况下，抑制照明闪烁的情形。由于恒定电压生成单元7的供给电位稳定，因此例如在作为MOSFET31、32的栅极驱动电压而要求例如5V的恒定电压的情况下，在第1实施例中，也可以将恒定电压生成单元7的电源线的5V恒定电压用作控制单元5的CPU53等的电源电压。
图2是表示本发明的第2实施例的相位控制装置的结构的电路图。与交流负载2串联配置的开关单元3包括极性不同的一对MOSFET35、36，即，包括N沟道MOSFET35和P沟道MOSFET36。这些MOSFET35、36被并联配置，而且开关单元3包括相对于N沟道MOSFET35沿着顺方向串联连接的二极管37、和相对于P沟道MOSFET36沿着顺方向串联连接的二极管38。
更具体而言，N沟道MOSFET35和漏极和P沟道MOSFET36的漏极连接在与交流电源1相连的交流负载2的一端。N沟道MOSFET35的源极与二极管37的阳极连接，二极管37的阴极与交流电源1的一端连接。P沟道MOSFET36的源极与二极管38的阴极连接，二极管38的阳极与交流电源1的一端连接。N沟道MOSFET35的漏极-源极间设有允许电流的逆流的二极管45，在P沟道MOSFET36的漏极-源极间也设有同样的二极管46。在可以利用MOSFET35的寄生二极管来代替二极管45的情况下，无需设置二极管45。对于二极管46也相同。
第2实施例的恒定电压生成单元7的特征在于，从交流电压生成用在N沟道MOSFET35的控制中的恒定电压和用在P沟道MOSFET36的控制中的恒定电压。第2实施例的恒定电压生成单元7所包含的二极管电桥75的一个输入端子连接在交流电源1和开关单元3的连接点上。二极管电桥75的另一个输入端子连接在交流电源1和交流负载2的连接点上。在二极管电桥75的输出端子之间，经由电阻80串联连接有并联配置了第1齐纳二极管76和第1电容器77的第1并联电路、并联配置了第2齐纳二极管78和第2电容器79的第2并联电路。第1齐纳二极管76的阳极和第1电容器77的一端连接在二极管电桥75的负极侧的输出端子上。第1齐纳二极管76的阴极和第1电容器77的另一端连接在电阻80的一端上。电阻80的另一端连接在第2齐纳二极管78的阳极和第2电容器79的一端上。第2齐纳二极管78的阴极和第2电容器79的另一端连接在二极管电桥75的正极侧的输出端子上。
二极管电桥75对交流电压进行整流，向二极管电桥75的输出端子间施加被全波整流的直流电压。第1齐纳二极管76限制施加到第1电容器77的电压，并且第1电容器77使电压平滑化，从而第1并联电路与电阻80的连接点的电位(以下称作“第1供给电位”)相对于二极管电桥75的负极侧的输出端子的电压(以下称作“第1基准电位”)大致一定。第2齐纳二极管78限制施加到第2电容器79的电压，并且第2电容器79使电压平滑化，从而第2并联电路与电阻80的连接点的电位(以下称作“第2供给电位”)相对于二极管电桥75的正极侧的输出端子的电位(以下称作“第2基准电位”)大致一定。第1供给电位比第1基准电位高(例如，相对于第1基准电位设为+12V)，第2供给电位比第2基准电位低(例如，相对于第2基准电位设为-12V)。
在第2实施例的控制单元5的触发电路55的输出端子上，除了第2光电耦合器59的发光二极管59a的阳极外，还连接有第3光电耦合器62的发光二极管62a的阳极。该发光二极管62a的阴极经由电阻63被接地。对于其他结构而言，由于第2实施例的控制单元5具有与第1实施例的控制单元5相同的结构，因此省略说明。
第2光电耦合器59的光电晶体管59b的集电极连接在第1并联电路和电阻80的连接点上。该集电极的电位成为第1供给电位。光电晶体管59b的发射极经由电阻64与二极管电桥75的负极侧的输出端子连接，同时经由栅极电阻39与N沟道MOSFET35的栅极连接。第3光电耦合器62的光电晶体管62b的发射极连接在第2并联电路和电阻80的连接点上。该发射极的电位成为第2供给电位。光电晶体管62b的集电极经由电阻65与二极管电桥75的正极侧的输出端子连接，同时经由栅极电阻40与P沟道MOSFET36的栅极连接。
如第1实施例中的说明，若从触发电路55输出的脉冲信号成为高电平，则第2光电耦合器59的光电晶体管59b和第3光电耦合器62的光电晶体管62b都处于导通状态，N沟道MOSFET35的栅极成为第1供给电位，P沟道MOSFET36的栅极成为第2供给电位。此外，若从触发电路55输出的脉冲信号成为低电平，则光电晶体管59b、62b处于截止状态，N沟道MOSFET35的栅极成为第1基准电位，P沟道MOSFET36的栅极成为第2基准电位。
考虑在连接交流电源1和开关单元3的线(以下称作“上线”)的电位比连接交流电源1和交流负载2的线(以下称作“下线”)的电位还高的状态下，N沟道MOSFET35的栅极成为第1供给电位、P沟道MOSFET36的栅极成为第2供给电位的情况。此时，P沟道MOSFET36的源极电位与二极管电桥75的正极侧的输出端子的电位大致相同，即与第2基准电位大致相同。因此，第2供给电位(第2供给电位与第2基准电位之差例如为-12V)起到P沟道MOSFET36的栅极驱动电压的作用，P沟道MOSFET36处于导通状态。若P沟道MOSFET36处于导通状态，则与N沟道MOSFET35的状态无关地，经过二极管38、P沟道MOSFET36的源极-漏极间以及交流负载2，电流从上线侧流向下线侧(即由交流负载2和开关单元3构成的电路处于导通状态)。其结果，向交流负载2提供电力。
考虑在下线电位比上线电位还高的状态下，N沟道MOSFET35的栅极成为第1供给电位，P沟道MOSFET36的栅极成为第2供给电位的情况。此时，N沟道MOSFET35的源极电位与二极管电桥75的负极侧的输出端子的电位大致相同，即，与第1基准电位大致相同。因此，第1供给电位(第1供给电位与第1基准电位之差例如是+12V)起到N沟道MOSFET35的栅极驱动电压的作用，N沟道MOSFET35处于导通状态。若N沟道MOSFET35处于导通状态，则与P沟道MOSFET36的状态无关地，经过交流负载2、N沟道MOSFET35的漏极-源极间、以及二极管37，电流从下线侧流向上线侧(即，由交流负载2和开关单元3构成的电路处于导通状态)。其结果，向交流负载2提供电力。
在上线电位和下线电位相同或大致相同的状态下，考虑N沟道MOSFET35的栅极成为第1供给电位、P沟道MOSFET36的栅极成为第2供给电位的情况。此时，两个MOSFET35、36都处于导通状态，由交流负载2和开关单元3构成的电路处于导通状态。之后，即使上线电位相对于下线电位上升，P沟道MOSFET36也仍旧处于导通状态，并且即使下线电位相对于上线电位上升，N沟道MOSFET35也仍旧处于导通状态。因此，由交流负载2和开关单元3构成的电路维持导通状态。
考虑在上线电位比下线电位还高的状态下，N沟道MOSFET35的栅极为第1基准电位、P沟道MOSFET36的栅极为第2基准电位的情况。此时，由于P沟道MOSFET36的源极电位与第2基准电位大致相同，因此P沟道MOSFET36处于截止状态。由于设有二极管37，因此若P沟道MOSFET36处于截止状态，则与N沟道MOSFET35是什么状态无关地，由交流负载2和开关单元3构成的电路处于断开状态，电流不会从上线侧流向下线侧。其结果，不会向交流负载2提供电力。
考虑在下线电位比上线电位还高的状态下，N沟道MOSFET35的栅极为第1基准电位、P沟道MOSFET36的栅极为第2基准电位的情况。此时，由于N沟道MOSFET35的源极电位与第1基准电位大致相同，因此N沟道MOSFET35处于截止状态。由于设有二极管38，因此若N沟道MOSFET35处于截止状态，则与P沟道MOSFET36是什么状态无关地，由交流负载2和开关单元3构成的电路处于断开状态，电流不会从下线侧流向上线侧。其结果，不会向交流负载2提供电力。另外，在上线电位和下线电位相同或大致相同的状态下，即使在N沟道MOSFET35的栅极为第1基准电位、P沟道MOSFET36的栅极为第2基准电位的情况下，两个MOSFET35、36都处于截止状态，由交流负载2和开关单元3构成的电路处于断开状态。之后，即使上线电位相对于下线电位上升，P沟道MOSFET36也仍旧处于截止状态，即使下线电位相对于上线电位上升，N沟道MOSFET35也仍旧处于截止状态。其结果，由交流负载2和开关单元3构成的电路一直处于断开状态，不会向交流负载2提供电力。
如上所述，控制单元5控制开关单元3的MOSFET35、36的动作，从而与第1实施例相同，在第2实施例中也进行交流负载2的相位控制。若进行交流负载2的相位控制，则施加到N沟道MOSFET35的栅极电阻39的电压在恒定电压生成单元7的第1供给电位和第1基准电位之间反复变化。但是，由于栅极电阻39和MOSFET35的栅极-源极间的寄生电容即栅极电容起到RC延迟电路的作用，所以MOSFET35的栅极的电压变化变得缓慢。施加到MOSFET36的栅极电阻40的电压在恒定电压生成单元7的第2供给电位与第2基准电位之间反复变化。但是，由于栅极电阻40和P沟道MOSFET36的栅极-源极间的寄生电容即栅极电容起到RC延迟电路的作用，所以MOSFET36的栅极的电压变化变得缓慢。由此，使流过MOSFET35、36的漏极-源极间的电流的变化缓和，抑制伴随交流负载2的相位控制产生的电磁噪声。
在第2实施例中，在二极管电桥75的负极侧的输出端子和N沟道MOSFET35的栅极之间连接有电容器47。在二极管电桥75的正极侧的输出端子和P沟道MOSFET36的栅极之间也连接有电容器48。在通过栅极电阻39、40和MOSFET35、36的栅极电容适当地赋予延迟时间，可以充分缓和MOSFET35、36的电流变化的情况下，无需设置这些电容器47、48。
如上所述，通过构成恒定电压生成单元7并且配置构成开关单元3的MOSFET35、36，从而在第2实施例中，也能够在不包含变压器等电气部件的情况下，以廉价、节省空间且重量轻的方式使用简单的电路结构对交流电压进行全波整流，来生成施加到MOSFET35、36的栅极的栅极驱动电压。在作为交流电源1而使用一般的商用交流电源的情况下，相对于基准电位，可以将栅极驱动电压提高或降低至驱动大电流MOSFET所需程度的量(例如，+12V或-12V)。因此，在第2实施例中，作为MOSFET35、36可以使用可控制大电流的MOSFET。在第2实施例中也对交流电压进行全波整流，因此与对交流电压进行半波整流的情况相比，能够生成更稳定的栅极驱动电压。
在图1所示的第1实施例中，在开关单元3中使用了N沟道MOSFET31、32，但是也可以使用P沟道MOSFET。在图3所示的本发明的第3实施例中，开关单元3包括分别与第1实施例的N沟道MOSFET31、32对应的P沟道MOSFET31’、32’。在MOSFET31’、32’的漏极-源极间分别设有允许电流的逆流的二极管41’、42’。在可以利用MOSFET31’的寄生二极管来代替二极管41’的情况下，无需设置二极管41’。对于二极管42’也是相同的。
与第1实施例相同，第3实施例的恒定电压生成单元7的二极管电桥71’的两个输入端子分别连接在MOSFET31’和交流电源1的连接点、MOSFET32’和交流电源1的连接点上。二极管电桥71’的正极侧的输出端子连接在电容器73’和齐纳二极管74’的并联电路上。电容器73的一端和齐纳二极管74的阴极与二极管电桥71’的正极侧的输出端子连接。电容器73’的另一端和齐纳二极管74’的阳极经由电阻72’与二极管电桥71’的负极侧的输出端子连接。
在第3实施例中，电容器73’和齐纳二极管74’的并联电路与电阻72’的连接点的电位(“供给电位”)相对于二极管电桥71’的正极侧的输出端子的电位(以下称作“基准电位”)大致是一定的负值。例如，相对于基准电位，将供给电位设为-12V。
控制单元5的第2光电耦合器59的光电晶体管59b的集电极经由电阻61’与二极管电桥71’的正极侧的输出端子连接。第2光电耦合器59的光电晶体管59b的集电极经由栅极电阻33’、34’与MOSFET31’、32’的各自栅极连接。在二极管电桥71’的正极侧的输出端子与MOSFET31’、32’的栅极之间分别连接有电容器43’、44’。如第1实施例中的说明，在利用MOSFET31’、32’的栅极电容就足够的情况下，无需设置电容器43’、44’。第2光电耦合器59的光电晶体管59b的发射极连接在电容器73’和齐纳二极管74’的并联电路与电阻72’的连接点上。
第3实施例的控制单元5具有与第1实施例相同的结构。在从触发电路55输出的脉冲信号为高电平的情况下，第2光电耦合器59的光电晶体管59b处于导通状态。由此，MOSFET31’、32’的栅极电位成为供给电位。在从触发电路55输出的脉冲信号为低电平的情况下，第2光电耦合器59的光电晶体管59b处于截止状态，MOSFET31’、32’的栅极电位成为基准电位。
例如，考虑在MOSFET31’的源极电位比MOSFET32’的源极电位高的状态下，第2光电耦合器59的光电晶体管59b处于导通状态，MOSFET31’的栅极电位成为供给电位的情况。此时，由于MOSFET31’的源极电位和基准电位(二极管电桥71’的正极侧的输出端子的电位)大致相同，因此作为恒定电压生成单元7的供给电位与基准电位之差的负电压(在之前的例子中是-12V)被施加到MOSFET31’的栅极，作为MOSFET31’的栅极驱动电压，MOSFET31’处于导通状态。由于MOSFET31’处于导通状态，所以无论MOSFET32’是处于导通状态还是处于截止状态，电流流经MOSFET31’的源极-漏极间、交流负载2、以及二极管42’(即，由交流负载2和开关单元3构成的电路处于接通状态)，向交流负载2提供电力。在MOSFET31’的源极电位比MOSFET32’的源极电位高的状态下，第2光电耦合器59的光电晶体管59b处于截止状态，MOSFET31’的栅极电位成为基准电位，由于MOSFET31’的源极电位和基准电位大致相同，因此MOSFET31’处于截止状态。若MOSFET31’处于截止状态，则电流也不会流过二极管41’，因此由交流负载2和开关单元3构成的电路处于断开状态，不会向交流负载2提供电力。
在MOSFET31’的源极电位和MOSFET32’的源极电位相等或大致相等的状态下，第2光电耦合器59的光电晶体管59b处于导通状态，在MOSFET31’、32’的栅极电位成为恒定电压生成单元7的供给电位的情况下，MOSFET31’、32’都处于导通状态，由交流负载2和开关单元3构成的电路处于接通状态。即使随着之后的交流电压的变动，低电位侧的MOSFET处于截止状态，电流也会流过与该MOSFET并联设置的二极管，高电位侧的MOSFET处于导通状态，因此由交流负载2和开关单元3构成的电路一直处于导通状态，向交流负载2提供电力。
根据关于MOSFET31’、32’的动作的上述的说明和关于第1实施例的MOSFET31、32的动作的之前的说明可以容易理解到，在第3实施例中，也是控制单元5控制开关单元3的MOSFET31’、32’的动作，从而进行交流负载2的相位控制。
图4是表示本发明的第4实施例的相位控制装置的结构的电路图。在第4实施例中，代替第2实施例中的电阻80，设置了第1电阻81和第2电阻82。第1电阻81的一端连接在第1齐纳二极管76的阴极和第1电容器77的一端上。第2电阻82的一端连接在第2齐纳二极管78的阳极和第2电容器79的一端上。第2电阻82的另一端与二极管电桥75的负极侧的输出端子连接。第1电阻81的另一端与二极管电桥75的正极侧的输出端子连接。
除了关于第1电阻81和第2电阻82的变更点以外，第4实施例的结构与第2实施例相同。从关于第2实施例的之前的说明可以容易理解到，在第4实施例中，控制单元5控制开关单元3的MOSFET35、36的动作，从而进行交流负载2的相位控制。
第1至第4实施例的相位控制装置以正逻辑工作，但是也可以变更为以负逻辑工作。在图1所示的第1实施例变更为以负逻辑工作的情况下，图1所示的电阻61(和电容器43、44)移动到第2光电耦合器59的光电晶体管59b的集电极侧，MOSFET31、32的栅极经由栅极电阻33、34与光电晶体管59b的集电极连接。即，MOSFET31、32的栅极如图3的第3实施例中的MOSFET31’、32’的栅极那样与光电晶体管59b的集电极连接。并且，第1实施例的控制单元5变更为以负逻辑工作。例如，第1光电耦合器56始终处于导通状态，过零检测电路51在检测交流电源1的交流电压的过零点时，使第1光电耦合器56处于短时间截止状态。在图3所示的第3实施例变更为以负逻辑工作的情况下，MOSFET31’、32’的栅极如图1的第1实施例中的MOSFET31、32的栅极那样与光电晶体管59b的发射极连接，并且变更为控制单元5以负逻辑工作。
在图2所示的第2实施例和图4所示的第4实施例变更为以负逻辑工作的情况下，电阻64(和电容器47)移动到第2光电耦合器59的光电晶体管59b的集电极侧，MOSFET35的栅极经由栅极电阻39与光电晶体管59b的集电极连接。并且，电阻65(和电容器48)向第3光电耦合器62的光电晶体管62b的发射极侧移动，MOSFET36的栅极经由栅极电阻40与光电晶体管62b的发射极连接。并且，控制单元5变更为以负逻辑工作。
在第1至第4实施例的相位控制装置中，对交流负载2的电力进行相位控制，但是可以容易变更为第1至第4实施例的相位控制装置进行交流负载2的电力的逆相位控制。在第1实施例中，在对交流负载2的电力进行逆相位控制的情况下，例如，在触发电路55的输出端子与第2光电耦合器59之间配置逆变器即可(第3实施例也相同)。在第2实施例中，在对交流负载2的电力进行逆相位控制的情况下，例如，在触发电路55的输出端子与第2光电耦合器59和第3光电耦合器62之间配置逆变器即可(第4实施例也相同)。另外，也可以不追加逆变器，而是在第1至第4实施例中进行与如上所述的负逻辑对应的变更来进行逆相位控制。
在第1实施例的开关单元3中，使用了N沟道MOSFET31、32，在第3实施例的开关单元3中使用了P沟道MOSFET31’、32’，但是也可以使用IGBT或双极型晶体管等晶体管来代替这些MOSFET。例如，在将第1实施例的MOSFET31、32都替换成IGBT的情况下，这些IGBT的集电极与交流负载2连接，这些IGBT的发射极与交流电源1连接。在将第1实施例的MOSFET31、32都替换成双极型晶体管的情况下，这些双极型晶体管的集电极与交流负载2连接，这些双极型晶体管的发射极与交流电源1连接，这些双极型晶体管的基极经由电阻33、34与第2光电耦合器59的光电晶体管59b的发射极连接。此外，在第2和第4实施例中，在开关单元3中使用了N沟道MOSFET35和P沟道MOSFET36，但是也可以使用N沟道IGBT和P沟道IGBT，或者使用NPN晶体管和PNP晶体管，来代替这些MOSFET。
在第1至4实施例中，在控制单元5中使用了第2光电耦合器59以及第3光电耦合器62，在这些光电耦合器59、62的接收侧使用了起到开关元件的作用的光电晶体管59b、62b，但是在光电耦合器59、62的接收侧也可以使用光闸流管(photothyristor)或光MOSFET等开关元件等。此外，也可以代替第2光电耦合器59或第3光电耦合器62，使用通常的双极型晶体管或MOSFET等开关元件，并且也可以通过触发电路55的输出信号直接驱动该开关元件。
上述实施例的说明用于说明本发明，并不应该理解为限定技术方案所记载的发明或者缩小范围。此外，本发明的各部分结构并不限于上述实施例，在技术方案所记载的发明技术范围内显然可以进行各种变形。

Claims (10)

1.一种相位控制装置，对提供给与交流电源(1)连接的负载(2)的电力进行相位控制或逆相位控制，该相位控制装置的特征在于，具备：
第1晶体管(31、31’)，其源极或发射极与所述交流电源(1)的一端连接，并且漏极或集电极与所述负载(2)的一端连接；
第2晶体管(32、32’)，其源极或发射极与所述交流电源(1)的另一端连接，并且漏极或集电极与所述负载(2)的另一端连接；
二极管电桥(71、71’)，其对所述交流电源(1)的交流电压进行整流；以及
齐纳二极管(74、74’)和电容器(73、73’)的并联电路；
所述并联电路使用所述二极管电桥(71、71’)的输出，相对于所述二极管电桥(71)的负极侧的输出端子的电位而生成高电位，或者相对于所述二极管电桥(71’)的正极侧的输出端子的电位而生成低电位，
在所述高电位和所述二极管电桥(71)的负极侧的输出端子的电位之间、或者所述低电位和所述二极管电桥(71’)的正极侧的输出端子的电位之间，切换所述第1晶体管(31、31’)的控制端子的电位和所述第2晶体管(32、32’)的控制端子的电位。
2.根据权利要求1所述的相位控制装置，其特征在于，
所述相位控制装置还具备电阻(72)，
所述电阻(72)的一端与所述二极管电桥(71)的正极侧的输出端子连接，所述电阻(72)的另一端连接在所述齐纳二极管(74)的阴极和所述电容器(73)的一端上，所述齐纳二极管(74)的阳极和所述电容器(73)的另一端连接在所述二极管电桥(71)的负极侧的输出端子上，
所述二极管电桥(71)的一个输入端子连接在所述交流电源(1)和所述第1晶体管(31)的连接点上，所述二极管电桥(71)的另一个输入端子连接在所述交流电源(1)和所述第2晶体管(32)的连接点上，
在所述电阻(72)和所述并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥(71)的负极侧的输出端子的电位之间，切换所述第1晶体管(31)的控制端子的电位和所述第2晶体管(32)的控制端子的电位。
3.根据权利要求2所述的相位控制装置，其特征在于，
所述相位控制装置还具备开关元件(59b)，
所述第1晶体管(31)的控制端子和所述第2晶体管(32)的控制端子分别经由栅极电阻(33、34)与所述开关元件(59b)的一端连接，所述电阻(72)的另一端与所述开关元件(59b)的另一端连接，
根据所述开关元件(59b)的接通/关断，在所述电阻(72)和所述并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥(71)的负极侧的输出端子的电位之间，切换所述开关元件(59b)的一端的电位。
4.根据权利要求1所述的相位控制装置，其特征在于，
所述相位控制装置还具备电阻(72’)，
所述电阻(72’)的一端与所述二极管电桥(71’)的负极侧的输出端子连接，所述电阻(72’)的另一端连接在所述齐纳二极管(74’)的阳极和所述电容器(73’)的一端上，所述齐纳二极管(74)的阴极和所述电容器(73’)的另一端连接在所述二极管电桥(71’)的正极侧的输出端子上，
所述二极管电桥(71’)的一个输入端子连接在所述交流电源(1)和所述第1晶体管(31’)的连接点上，所述二极管电桥(71’)的另一个输入端子连接在所述交流电源(1)和所述第2晶体管(32’)的连接点上，
在所述电阻(72’)和所述并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥(71’)的正极侧的输出端子的电位之间，切换所述第1晶体管(31’)的控制端子的电位和所述第2晶体管(32’)的控制端子的电位。
5.根据权利要求4所述的相位控制装置，其特征在于，
所述相位控制装置还具备开关元件(59b)，
所述第1晶体管(31’)的控制端子和所述第2晶体管(32’)的控制端子分别经由栅极电阻(33’、34’)与所述开关元件(59b)的一端连接，所述电阻(72’)的另一端与所述开关元件(59b)的另一端连接，
根据所述开关元件(59b)的接通/关断，在所述电阻(72’)和所述并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥(71’)的正极侧的输出端子的电位之间，切换所述开关元件(59b)的一端的电位。
6.一种相位控制装置，对提供给与交流电源(1)连接的负载(2)的电力，使用与所述负载(2)串联设置的开关单元(3)进行相位控制或逆相位控制，该相位控制装置的特征在于，具备：
二极管电桥(75)，其对所述交流电源(1)的交流电压进行整流；
第1齐纳二极管(76)和第1电容器(77)的第1并联电路，其使用所述二极管电桥(75)的输出，相对于所述二极管电桥(75)的负极侧的输出端子的电位而生成高电位；以及
第2齐纳二极管(78)和第2电容器(79)的第2并联电路，其使用所述二极管电桥(75)的输出，相对于所述二极管电桥(75)的正极侧的输出端子的电位而生成低电位；
所述开关单元(3)具备：设置在所述交流电源(1)和所述负载(2)之间的第1晶体管(35)；与所述第1晶体管(35)的极性不同且与所述第1晶体管(35)并联配置的第2晶体管(36)；相对于所述第1晶体管(35)沿着顺方向串联连接的第1二极管(37)；以及相对于所述第2晶体管(36)沿着顺方向串联连接的第2二极管(38)；
所述第1晶体管(35)的源极或发射极和所述第2晶体管(36)的源极或发射极被配置在所述交流电源(1)侧，
在所述高电位和所述二极管电桥(75)的负极侧的输出端子的电位之间切换所述第1晶体管(35)的控制端子的电位，并且在所述低电位和所述二极管电桥(75)的正极侧的输出端子的电位之间切换所述第2晶体管(36)的控制端子的电位。
7.根据权利要求6所述的相位控制装置，其特征在于，
所述相位控制装置还具备电阻(80)，
所述电阻(80)的一端连接在所述第1齐纳二极管(76)的阴极和所述第1电容器(77)的一端上，所述电阻(80)的另一端连接在所述第2齐纳二极管(78)的阳极和所述第2电容器(79)的一端上，所述第1齐纳二极管(76)的阳极和所述第1电容器(77)的另一端连接在所述二极管电桥(75)的负极侧的输出端子上，所述第2齐纳二极管(78)的阴极和所述第2电容器(79)的另一端连接在所述二极管电桥(75)的正极侧的输出端子上，
所述二极管电桥(75)的一个输入端子连接在所述交流电源(1)和所述开关单元(3)的连接点上，所述二极管电桥(75)的另一个输入端子连接在所述交流电源(1)和所述负载(2)的连接点上，
在所述电阻(80)和所述第1并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥(75)的负极侧的输出端子的电位之间，切换所述第1晶体管(35)的控制端子的电位，在所述电阻(80)和所述第2并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥(75)的正极侧的输出端子的电位之间，切换所述第2晶体管(36)的控制端子的电位。
8.根据权利要求7所述的相位控制装置，其特征在于，
所述相位控制装置还具备第1开关元件(59b)和第2开关元件(62b)，
所述第1晶体管(35)的控制端子经由栅极电阻(39)与所述第1开关元件(59b)的一端连接，所述电阻(80)的一端与所述第1开关元件(59b)的另一端连接，
根据所述第1开关元件(59b)的接通/关断，在所述电阻(80)和所述第1并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥(75)的负极侧的输出端子的电位之间，切换所述第1开关元件(59b)的一端的电位，
所述第2晶体管(36)的控制端子经由栅极电阻(40)与所述第2开关元件(62b)的一端连接，所述电阻(80)的另一端与所述第2开关元件(62b)的另一端连接，
根据所述第2开关元件(62b)的接通/关断，在所述电阻(80)和所述第2并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥(75)的正极侧的输出端子的电位之间，切换所述第2开关元件(62b)的一端的电位。
9.根据权利要求6所述的相位控制装置，其特征在于，
所述相位控制装置还具备第1电阻(81)和第2电阻(82)，
所述第1电阻(81)的一端连接在所述第1齐纳二极管(76)的阴极和所述第1电容器(77)的一端上，所述第2电阻(82)的一端连接在所述第2齐纳二极管(78)的阳极和所述第2电容器(79)的一端上，所述第2电阻(82)的另一端、所述第1齐纳二极管(76)的阳极和所述第1电容器(77)的另一端，连接在所述二极管电桥(75)的负极侧的输出端子上，所述第1电阻(81)的另一端、所述第2齐纳二极管(78)的阴极和所述第2电容器(79)的另一端，连接在所述二极管电桥(75)的正极侧的输出端子上，
所述二极管电桥(75)的一个输入端子连接在所述交流电源(1)和所述开关单元(3)的连接点上，所述二极管电桥(75)的另一个输入端子连接在所述交流电源(1)和所述负载(2)的连接点上，
在所述第1电阻(81)和所述第1并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥(75)的负极侧的输出端子的电位之间，切换所述第1晶体管(35)的控制端子的电位，在所述第2电阻(82)和所述第2并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥(75)的正极侧的输出端子的电位之间，切换所述第2晶体管(36)的控制端子的电位。
10.根据权利要求9所述的相位控制装置，其特征在于，
所述相位控制装置还具备第1开关元件(59b)和第2开关元件(62b)，
所述第1晶体管(35)的控制端子经由栅极电阻(39)与所述第1开关元件(59b)的一端连接，所述第1电阻(81)的一端与所述第1开关元件(59b)的另一端连接，
根据所述第1开关元件(59b)的接通/关断，在所述第1电阻(80)和所述第1并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥(75)的负极侧的输出端子的电位之间，切换所述第1开关元件(59b)的一端的电位，
所述第2晶体管(36)的控制端子经由栅极电阻(40)与所述第2开关元件(62b)的一端连接，所述第2电阻(82)的一端与所述第2开关元件(62b)的另一端连接，
根据所述第2开关元件(62b)的接通/关断，在所述第2电阻(81)和所述第2并联电路的连接点的电位与所述二极管电桥(75)的正极侧的输出端子的电位之间，切换所述第2开关元件(62b)的一端的电位。
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