JP2000340371A - 逆位相制御調光器 - Google Patents
逆位相制御調光器Info
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- switching element
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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- Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection
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- Power Conversion In General (AREA)
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スイッチ素子に印加されるサージ電圧を低減
させる事ができるとともに、従来の逆位相制御調光器の
小型化及びコストダウンを図ることができる優れた逆位
相制御調光器を提供する。 【解決手段】 交流電力Ｅをスイッチ素子ａである半導
体にて位相制御動作することにより、白熱灯負荷Ｌに印
加する電力を制御する位相制御調光器で、特に０点でオ
ン・オフさせるタイミングを制御する逆位相制御方式を
用い、点灯時の突入電流が予め定めた過電流レベルにな
ると制御信号に関わらず、次の０点までオフさせる過電
流保護機能を有する逆位相制御調光器において、点灯時
の過電流が流れるときのみスイッチ素子ａの駆動回路の
時定数を大きくすることにより、スイッチ素子のターン
オフ時間を延長させ、スイッチ素子ａに印加されるサー
ジ電圧を低減させる構成を有することを特徴とする。
させる事ができるとともに、従来の逆位相制御調光器の
小型化及びコストダウンを図ることができる優れた逆位
相制御調光器を提供する。 【解決手段】 交流電力Ｅをスイッチ素子ａである半導
体にて位相制御動作することにより、白熱灯負荷Ｌに印
加する電力を制御する位相制御調光器で、特に０点でオ
ン・オフさせるタイミングを制御する逆位相制御方式を
用い、点灯時の突入電流が予め定めた過電流レベルにな
ると制御信号に関わらず、次の０点までオフさせる過電
流保護機能を有する逆位相制御調光器において、点灯時
の過電流が流れるときのみスイッチ素子ａの駆動回路の
時定数を大きくすることにより、スイッチ素子のターン
オフ時間を延長させ、スイッチ素子ａに印加されるサー
ジ電圧を低減させる構成を有することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電源を位相制
御することにより、照明負荷に供給する電力を制御して
調光を行う機能を有する位相制御調光器で、特に０点で
オンさせオフさせるタイミングを制御する逆位相制御調
光器に関する。
御することにより、照明負荷に供給する電力を制御して
調光を行う機能を有する位相制御調光器で、特に０点で
オンさせオフさせるタイミングを制御する逆位相制御調
光器に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、交流電源Ｅより白熱灯負荷Ｌに
供給する電力を逆位相制御して調光を行う逆位相制御調
光器は、任意のタイミングでオンする位相制御調光器と
違い、必ず０点でオンするので、素子の電流定格以上の
電流値以上が流れると次の０点までオフする機能を有し
ておれば、スイッチ素子に流れる電流を制限できる過電
流保護動作を実現できる。特に、白熱灯のフィラメント
が冷えた状態の点灯時には、通常の位相制御調光器なら
ば白熱灯定格の１０倍以上にもなる突入電流に耐え得る
スイッチ素子を選定しなければならないが、この過電流
保護機能を有した逆位相制御調光器ならば点灯時といえ
ども、設定した過電流レベル以上の電流値は流れないの
で、スイッチ素子に要求される電流定格も小さくて済
む。
供給する電力を逆位相制御して調光を行う逆位相制御調
光器は、任意のタイミングでオンする位相制御調光器と
違い、必ず０点でオンするので、素子の電流定格以上の
電流値以上が流れると次の０点までオフする機能を有し
ておれば、スイッチ素子に流れる電流を制限できる過電
流保護動作を実現できる。特に、白熱灯のフィラメント
が冷えた状態の点灯時には、通常の位相制御調光器なら
ば白熱灯定格の１０倍以上にもなる突入電流に耐え得る
スイッチ素子を選定しなければならないが、この過電流
保護機能を有した逆位相制御調光器ならば点灯時といえ
ども、設定した過電流レベル以上の電流値は流れないの
で、スイッチ素子に要求される電流定格も小さくて済
む。
【０００３】こうした従来例として図７に示されるよな
逆位相制御調光器は、スイッチ素子ａと、制御信号に応
じてスイッチ素子ａをオンオフする駆動回路ｂと、スイ
ッチ素子ａに駆動電源を供給する駆動電源回路ｃと、電
流検出回路ｄと、過電流保護回路ｅと、交流電源の０点
を検出する０点検出回路ｆと、を有している。素子破壊
を起こす過電流レベルの電流を電流検出回路ｃが検出す
ると、保護回路ｄが働き、制御信号に関わらず次の０点
までオフする構成になっている。図８は、０点より１０
０％オンの制御信号を装置に与えることにより、点灯し
た場合のタイミングチャートを表したものである。尚ス
イッチ素子は、図示されるＭＯＳＦＥＴでなくてもＴｒ
でもＩＧＢＴでもサイリスタ素子でもオンオフできるも
のなら限定はしない。又、制御信号は外部から入力して
も装置内部にて作成しても良い。
逆位相制御調光器は、スイッチ素子ａと、制御信号に応
じてスイッチ素子ａをオンオフする駆動回路ｂと、スイ
ッチ素子ａに駆動電源を供給する駆動電源回路ｃと、電
流検出回路ｄと、過電流保護回路ｅと、交流電源の０点
を検出する０点検出回路ｆと、を有している。素子破壊
を起こす過電流レベルの電流を電流検出回路ｃが検出す
ると、保護回路ｄが働き、制御信号に関わらず次の０点
までオフする構成になっている。図８は、０点より１０
０％オンの制御信号を装置に与えることにより、点灯し
た場合のタイミングチャートを表したものである。尚ス
イッチ素子は、図示されるＭＯＳＦＥＴでなくてもＴｒ
でもＩＧＢＴでもサイリスタ素子でもオンオフできるも
のなら限定はしない。又、制御信号は外部から入力して
も装置内部にて作成しても良い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、逆位相制御
調光器は０点でオフするサイリスタ素子を用いた位相制
御調光器と違い任意のタイミングでターンオフさせるの
で、ターンオフの瞬間にオフする電流と配線のＬ成分に
よる逆起電力（Ｌ・ｄｉ/ｄｔ）が発生し、この逆起電
力がスイッチ素子に対して、図８Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に示
すようなサージ電圧となって印加される。
調光器は０点でオフするサイリスタ素子を用いた位相制
御調光器と違い任意のタイミングでターンオフさせるの
で、ターンオフの瞬間にオフする電流と配線のＬ成分に
よる逆起電力（Ｌ・ｄｉ/ｄｔ）が発生し、この逆起電
力がスイッチ素子に対して、図８Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に示
すようなサージ電圧となって印加される。
【０００５】また、図９に示すように過電流レベルＬを
大きく設定したり、同じ交流電源より複数個の調光器を
接続して同じ信号でオフさせた場合には、ターンオフす
る際の電流値が大きいくなるので、ｄｉ/ｄｔが大きく
なり発生するサージ電圧も大きくなる。仮に、サージ電
圧を低減するために過電流レベルＬを低めに設定する
と、フィラメントが温まるのに時間がかかるので、完全
に点灯するのに要する時間が大幅に延長されるという問
題がある。更に、ターンオフ時間を長くするとスイッチ
ングロスが増大するので、スイッチ素子の発熱増加が問
題となる。
大きく設定したり、同じ交流電源より複数個の調光器を
接続して同じ信号でオフさせた場合には、ターンオフす
る際の電流値が大きいくなるので、ｄｉ/ｄｔが大きく
なり発生するサージ電圧も大きくなる。仮に、サージ電
圧を低減するために過電流レベルＬを低めに設定する
と、フィラメントが温まるのに時間がかかるので、完全
に点灯するのに要する時間が大幅に延長されるという問
題がある。更に、ターンオフ時間を長くするとスイッチ
ングロスが増大するので、スイッチ素子の発熱増加が問
題となる。
【０００６】よって、使用条件によってはスイッチ素子
選定において、電圧定格がかなり大きなものを採用しな
ければならなく、特にスイッチ素子としてＭＯＳＦＥＴ
のような電圧定格の低いものほど低損失であるような素
子を使う場合には、調光器そのものが大型になると言う
問題があった。
選定において、電圧定格がかなり大きなものを採用しな
ければならなく、特にスイッチ素子としてＭＯＳＦＥＴ
のような電圧定格の低いものほど低損失であるような素
子を使う場合には、調光器そのものが大型になると言う
問題があった。
【０００７】本発明は、上記問題を鑑み、その第１の目
的とするところは、スイッチ素子に印加されるサージ電
圧を低減させる事ができるとともに、従来の逆位相制御
調光器の小型化及びコストダウンを図ることができる優
れた逆位相制御調光器を提供することにある。
的とするところは、スイッチ素子に印加されるサージ電
圧を低減させる事ができるとともに、従来の逆位相制御
調光器の小型化及びコストダウンを図ることができる優
れた逆位相制御調光器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にあ
っては、点灯時の過電流が流れるときのみスイッチ素子
の駆動回路の時定数を大きくすることにより、スイッチ
素子のターンオフ時間を延長させ、スイッチ素子に印加
されるサージ電圧を低減させる構成を有することを特徴
とするものである。
っては、点灯時の過電流が流れるときのみスイッチ素子
の駆動回路の時定数を大きくすることにより、スイッチ
素子のターンオフ時間を延長させ、スイッチ素子に印加
されるサージ電圧を低減させる構成を有することを特徴
とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる位相制御調
光器の第１の実施の形態を図１乃至図４に、第２の実施
の形態を図５及び図６に基づいてそれぞれ詳細に説明す
る。
光器の第１の実施の形態を図１乃至図４に、第２の実施
の形態を図５及び図６に基づいてそれぞれ詳細に説明す
る。
【００１０】［第１の実施の形態］図１に示される逆位
相制御調光器は、スイッチ素子ａと、逆位相制御信号に
応じてスイッチ素子ａをオンオフする機能に加えて、駆
動部のゲート時定数切り替え部ＳＷを切り替えることに
より駆動時の時定数を変更して、駆動時間を変更できる
機能を有する駆動回路ｂと、スイッチ素子ａに駆動電源
を供給する駆動電源回路ｃと、電流検出回路ｅと過電流
保護回路ｄと、交流電源の０点を検出する０点検出回路
ｆと、電流に応じてターンオフ期間を変更できるターン
オフ期間変更回路ｇと、を有している。
相制御調光器は、スイッチ素子ａと、逆位相制御信号に
応じてスイッチ素子ａをオンオフする機能に加えて、駆
動部のゲート時定数切り替え部ＳＷを切り替えることに
より駆動時の時定数を変更して、駆動時間を変更できる
機能を有する駆動回路ｂと、スイッチ素子ａに駆動電源
を供給する駆動電源回路ｃと、電流検出回路ｅと過電流
保護回路ｄと、交流電源の０点を検出する０点検出回路
ｆと、電流に応じてターンオフ期間を変更できるターン
オフ期間変更回路ｇと、を有している。
【００１１】次に動作について説明すると、先ず素子破
壊を起こす過電流レベルの電流を電流検出回路ｃが検出
すると保護回路ｄが働き、制御信号に関わらず次の０点
までオフする構成になってる。その際、図２に示すター
ンオフ期間変更回路ｇは電流検出回路ｄからの過電流値
信号を監視する比較回路ＣＰ２と、交流電源の０点を検
出する０点検出回路ｆからの信号が入るまでＬ信号を出
し続けるラッチ回路ｇ−１と、から構成されているの
で、駆動部のゲート時定数切り替え部ＳＷを切り替えて
駆動時定数を変更（スイッチがオフとなりゲート抵抗が
大となるように）するので、ターンオフ期間が定常時よ
り長くなる。ここで、駆動部のゲート時定数切り替え部
ＳＷは、０点検出回路ｆより０点信号をターンオフ期間
変更回路ｇが検出すると駆動時の時定数をもと（スイッ
チがオンとなりゲート抵抗が小となるように）にもど
す。
壊を起こす過電流レベルの電流を電流検出回路ｃが検出
すると保護回路ｄが働き、制御信号に関わらず次の０点
までオフする構成になってる。その際、図２に示すター
ンオフ期間変更回路ｇは電流検出回路ｄからの過電流値
信号を監視する比較回路ＣＰ２と、交流電源の０点を検
出する０点検出回路ｆからの信号が入るまでＬ信号を出
し続けるラッチ回路ｇ−１と、から構成されているの
で、駆動部のゲート時定数切り替え部ＳＷを切り替えて
駆動時定数を変更（スイッチがオフとなりゲート抵抗が
大となるように）するので、ターンオフ期間が定常時よ
り長くなる。ここで、駆動部のゲート時定数切り替え部
ＳＷは、０点検出回路ｆより０点信号をターンオフ期間
変更回路ｇが検出すると駆動時の時定数をもと（スイッ
チがオンとなりゲート抵抗が小となるように）にもど
す。
【００１２】尚、上述した従来の調光器同様にスイッチ
素子は図示されるＭＯＳＦＥＴでなくてもＴｒでもＩＧ
ＢＴでもサイリスタ素子でもオンオフできるものなら限
定はしない。又、制御信号は外部から入力しても装置内
部にて作成しても良い。
素子は図示されるＭＯＳＦＥＴでなくてもＴｒでもＩＧ
ＢＴでもサイリスタ素子でもオンオフできるものなら限
定はしない。又、制御信号は外部から入力しても装置内
部にて作成しても良い。
【００１３】図３は、点灯時のタイミングチャートを、
図４は、サージ電圧の発生状況を表したものである。こ
こで、図３は０点より１００％オンの制御信号を装置に
与えることにより点灯した場合のものである。図３
（１），（２），（３）に示されるように、ターンオフ
期間が延長されるのは電流値の大きな点灯時の数秒間の
みであり、図４（ａ）に示すように点灯時は電流値が大
きいので、ターンオフ期間を長くして発生するＡ部のサ
ージ電圧を従来例よりも低減している。また、図４
（ｂ）に示すように電流値が小さい定常時は、ターンオ
フ期間が短くてスイッチングロスの増大がないので、ス
イッチ素子の発熱には影響しない。
図４は、サージ電圧の発生状況を表したものである。こ
こで、図３は０点より１００％オンの制御信号を装置に
与えることにより点灯した場合のものである。図３
（１），（２），（３）に示されるように、ターンオフ
期間が延長されるのは電流値の大きな点灯時の数秒間の
みであり、図４（ａ）に示すように点灯時は電流値が大
きいので、ターンオフ期間を長くして発生するＡ部のサ
ージ電圧を従来例よりも低減している。また、図４
（ｂ）に示すように電流値が小さい定常時は、ターンオ
フ期間が短くてスイッチングロスの増大がないので、ス
イッチ素子の発熱には影響しない。
【００１４】［第２の実施の形態］図７は、上述した第
１の実施の形態において、抵抗にて駆動部のゲート時定
数を変更したものを、この図に示すようにコンデンサＣ
１によって時定数の延長を実現したものである。これに
より、上述した第１の実施の形態と同じ効果が実現でき
る。
１の実施の形態において、抵抗にて駆動部のゲート時定
数を変更したものを、この図に示すようにコンデンサＣ
１によって時定数の延長を実現したものである。これに
より、上述した第１の実施の形態と同じ効果が実現でき
る。
【００１５】なお、本実施の形態の逆位相制御調光器の
基本構成は、第１の実施の形態のものとよく似ており、
同じ部分については同一の番号を付して、その詳細な説
明を省略する。
基本構成は、第１の実施の形態のものとよく似ており、
同じ部分については同一の番号を付して、その詳細な説
明を省略する。
【００１６】本発明は、上述したような実施の形態に限
られたものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で
変形可能であり、これらの変形を全て含むものである。
られたものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で
変形可能であり、これらの変形を全て含むものである。
【００１７】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、点灯時の
突入電流が流れる期間において、スイッチ素子に流れる
電流が一定以上になると、ターンオフになるまでに駆動
回路の時定数を大きくとってターンオフ時間を定常時よ
りも延長することにより、発生するサージ電圧を低減す
ることができるという効果を奏するとともに、ターンオ
フ期間が延長されるのは点灯直後の数秒間だけで、フィ
ラメントが十分温まり電流値が下がるとターンオフ時間
は通常にもどるので、スイッチ素子発熱には影響が少な
いことから、従来の逆位相制御調光器より電圧定格の小
さいスイッチ素子を採用できるので、小型化やコストダ
ウンを図ることができるという効果を奏する。
突入電流が流れる期間において、スイッチ素子に流れる
電流が一定以上になると、ターンオフになるまでに駆動
回路の時定数を大きくとってターンオフ時間を定常時よ
りも延長することにより、発生するサージ電圧を低減す
ることができるという効果を奏するとともに、ターンオ
フ期間が延長されるのは点灯直後の数秒間だけで、フィ
ラメントが十分温まり電流値が下がるとターンオフ時間
は通常にもどるので、スイッチ素子発熱には影響が少な
いことから、従来の逆位相制御調光器より電圧定格の小
さいスイッチ素子を採用できるので、小型化やコストダ
ウンを図ることができるという効果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる逆位相制御
調光器の構成図である。
調光器の構成図である。
【図２】上記逆位相制御調光器の要部構成図である。
【図３】上記逆位相制御調光器のタイミングチャートで
ある。
ある。
【図４】上記逆位相制御調光器のゲート回路の動作とサ
ージ電圧低減の説明図である。
ージ電圧低減の説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係わる逆位相制御
調光器の構成図である。
調光器の構成図である。
【図６】上記逆位相制御調光器の要部構成図である。
【図７】従来の逆位相制御調光器の配線図である。
【図８】従来の逆位相制御調光器の点灯時の動作タイミ
ングチャートである。
ングチャートである。
【図９】サージ電圧発生の説明図である。
ａ スイッチ素子 ｂ 駆動回路 ｃ 駆動電源回路 ｄ 過電流保護回路 ｅ 電流検出回路 ｆ ０点検出回路 ｇ ターンオフ期間変更回路 ＳＷ ゲート時定数切り替えスイッチ Ｅ 交流電源 Ｌ 白熱灯負荷
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K073 AA21 AA30 AA92 AB01 AB08 BA07 BA09 BA10 CF18 CG02 CG09 CG15 CJ18 CJ21 5H740 AA08 BA12 BB01 BB08 BC06 GG02 HH01 JA03 MM01 MM12
Claims (1)
- 【請求項１】 交流電力をスイッチ素子である半導体に
て位相制御動作することにより、白熱灯負荷に印加する
電力を制御する位相制御調光器で、特に０点でオン・オ
フさせるタイミングを制御する逆位相制御方式を用い、
点灯時の突入電流が予め定めた過電流レベルになると制
御信号に関わらず、次の０点までオフさせる過電流保護
機能を有する逆位相制御調光器において、点灯時の過電
流が流れるときのみスイッチ素子の駆動回路の時定数を
大きくすることにより、スイッチ素子のターンオフ時間
を延長させ、スイッチ素子に印加されるサージ電圧を低
減させる構成を有することを特徴とする逆位相制御調光
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14711299A JP2000340371A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 逆位相制御調光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14711299A JP2000340371A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 逆位相制御調光器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000340371A true JP2000340371A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=15422806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14711299A Withdrawn JP2000340371A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 逆位相制御調光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000340371A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007179909A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Marumo Denki Kk | 白熱灯調光器及び白熱灯調光器の電力制御方法 |
| JP2008234588A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Matsushita Electric Works Ltd | 電力制御装置 |
| JP2008234587A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Matsushita Electric Works Ltd | 電力制御装置 |
| JP2008541407A (ja) * | 2005-05-16 | 2008-11-20 | ルートロン エレクトロニクス カンパニー インコーポレイテッド | 電源及びスイッチ故障が発生した場合の負荷保護回路を有する２線式の調光器 |
| JP2013168614A (ja) * | 2012-02-17 | 2013-08-29 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその冷却システム |
-
1999
- 1999-05-26 JP JP14711299A patent/JP2000340371A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008541407A (ja) * | 2005-05-16 | 2008-11-20 | ルートロン エレクトロニクス カンパニー インコーポレイテッド | 電源及びスイッチ故障が発生した場合の負荷保護回路を有する２線式の調光器 |
| JP2007179909A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Marumo Denki Kk | 白熱灯調光器及び白熱灯調光器の電力制御方法 |
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| JP2013168614A (ja) * | 2012-02-17 | 2013-08-29 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその冷却システム |
| US9283850B2 (en) | 2012-02-17 | 2016-03-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device and cooling system for semiconductor device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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