JP2001265446A - サイクル制御装置、電力調整器、温度調節器及び温度制御装置 - Google Patents
サイクル制御装置、電力調整器、温度調節器及び温度制御装置Info
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- JP2001265446A JP2001265446A JP2000071642A JP2000071642A JP2001265446A JP 2001265446 A JP2001265446 A JP 2001265446A JP 2000071642 A JP2000071642 A JP 2000071642A JP 2000071642 A JP2000071642 A JP 2000071642A JP 2001265446 A JP2001265446 A JP 2001265446A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高調波を発生せず、従来のサイクル制御に比
し、高精度な制御を行う電力調整器を提供する。 【解決手段】 温度調節器１からの指令値を、半サイク
ル毎にサンプル・ホールド部２１で保持し、入力指令値
と出力誤差累積値を加算部２４で加算して、補正出力を
得、この補正出力と所定の閾値を比較部２５で比較し、
補正出力が閾値以上であると１００〔％〕出力を、補正
出力が閾値より小さいときは０〔％〕出力をゼロクロス
機能付きＳＳＲ３に出力する。指令入力値と実際の出力
との偏差が出力誤差演算部２２で出力誤差として求めら
れ、この出力誤差を出力誤差累積部２３で累積する。制
御周期は半サイクル期間×ｎ（入力指令値に応じた整
数）とする。
し、高精度な制御を行う電力調整器を提供する。 【解決手段】 温度調節器１からの指令値を、半サイク
ル毎にサンプル・ホールド部２１で保持し、入力指令値
と出力誤差累積値を加算部２４で加算して、補正出力を
得、この補正出力と所定の閾値を比較部２５で比較し、
補正出力が閾値以上であると１００〔％〕出力を、補正
出力が閾値より小さいときは０〔％〕出力をゼロクロス
機能付きＳＳＲ３に出力する。指令入力値と実際の出力
との偏差が出力誤差演算部２２で出力誤差として求めら
れ、この出力誤差を出力誤差累積部２３で累積する。制
御周期は半サイクル期間×ｎ（入力指令値に応じた整
数）とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、交流電圧のサイ
クル制御装置及びこのサイクル制御装置を備えた電力調
整器、温度調節器、温度制御装置に関する。
クル制御装置及びこのサイクル制御装置を備えた電力調
整器、温度調節器、温度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ヒータ等の温度制御装置には、図
１に示すように、温度調節器１より所定の入力指令値を
サイクル制御装置２に与え、サイクル制御装置２では入
力された指令値に応じ、所定の周期、例えば０．２〔ｓ
ｅｃ〕毎に１ないし数サイクルの出力をゼロクロス機能
付きＳＳＲ３に与え、前記所定の周期毎の何サイクルを
ヒータ４に与えてＯＮ／ＯＦＦし、そのヒータの温度を
温度センサ５で検出し、温度検出器１にフィードバック
し、サイクル制御を繰り返すことにより、ヒータ４の温
度を入力指令値に応じた値となるように制御するものが
ある。
１に示すように、温度調節器１より所定の入力指令値を
サイクル制御装置２に与え、サイクル制御装置２では入
力された指令値に応じ、所定の周期、例えば０．２〔ｓ
ｅｃ〕毎に１ないし数サイクルの出力をゼロクロス機能
付きＳＳＲ３に与え、前記所定の周期毎の何サイクルを
ヒータ４に与えてＯＮ／ＯＦＦし、そのヒータの温度を
温度センサ５で検出し、温度検出器１にフィードバック
し、サイクル制御を繰り返すことにより、ヒータ４の温
度を入力指令値に応じた値となるように制御するものが
ある。
【０００３】サイクル制御装置２は、図２に示すよう
に、温度調節器１で１００％が出力されていると、電源
周波数が５０Ｈｚの場合、この出力値１００％を受け、
０．２ｓｅｃの制御周期の１０サイクルがフル出力され
る。温度調整器１の出力が７５％であると、サイクル制
御装置２からは１０サイクル中、７．５サイクル分がＯ
Ｎで出力される。同様に、温度調節器１の出力が５０％
の場合、サイクル制御装置２からは１０サイクル中、５
サイクルがＯＮで出力される。以下、２５％の温度調節
器出力の場合は１０サイクル中、２．５サイクル分がＯ
Ｎされる。０％の温度調節器出力では、出力も１０サイ
クルすべてＯＦＦである。
に、温度調節器１で１００％が出力されていると、電源
周波数が５０Ｈｚの場合、この出力値１００％を受け、
０．２ｓｅｃの制御周期の１０サイクルがフル出力され
る。温度調整器１の出力が７５％であると、サイクル制
御装置２からは１０サイクル中、７．５サイクル分がＯ
Ｎで出力される。同様に、温度調節器１の出力が５０％
の場合、サイクル制御装置２からは１０サイクル中、５
サイクルがＯＮで出力される。以下、２５％の温度調節
器出力の場合は１０サイクル中、２．５サイクル分がＯ
Ｎされる。０％の温度調節器出力では、出力も１０サイ
クルすべてＯＦＦである。
【０００４】なお、０．２ｓｅｃで５０Ｈｚの全サイク
ルは１０回となるが、図２は様式的なものであり、全サ
イクルが４回としている。
ルは１０回となるが、図２は様式的なものであり、全サ
イクルが４回としている。
【０００５】温度制御には、周期毎の数サイクル分中の
オンサイクル比率を設定値に応じて変える上記サイクル
制御の他に、設定値に応じ各サイクルにおける点弧角を
制御する位相制御が採用されることもある。
オンサイクル比率を設定値に応じて変える上記サイクル
制御の他に、設定値に応じ各サイクルにおける点弧角を
制御する位相制御が採用されることもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のサイク
ル制御では、制御周期が固定であり、且つ１サイクルを
単位としてＯＮ／ＯＦＦ制御するので、出力分解能が低
く、制御精度が悪く、出力応答も遅い。また、ＯＮ状態
が時間的に偏るため、制御対象の寿命に悪影響、例えば
制御対象がヒータの場合、熱ストレスが大きいという問
題がある。
ル制御では、制御周期が固定であり、且つ１サイクルを
単位としてＯＮ／ＯＦＦ制御するので、出力分解能が低
く、制御精度が悪く、出力応答も遅い。また、ＯＮ状態
が時間的に偏るため、制御対象の寿命に悪影響、例えば
制御対象がヒータの場合、熱ストレスが大きいという問
題がある。
【０００７】一方、位相制御では、高精度の制御が可能
であるが、点弧角を制御するものであるから、基本波成
分以外に高調波が発生するという問題がある。さらに高
速処理が必要であるため、装置全体が高価になるという
問題がある。
であるが、点弧角を制御するものであるから、基本波成
分以外に高調波が発生するという問題がある。さらに高
速処理が必要であるため、装置全体が高価になるという
問題がある。
【０００８】この発明は上記問題点に着目してなされた
ものであって、高調波を発生せず、しかも従来のサイク
ル制御に比し、高精度な制御が可能な電力調整器を提供
することを目的としている。
ものであって、高調波を発生せず、しかも従来のサイク
ル制御に比し、高精度な制御が可能な電力調整器を提供
することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明のサイクル制御
装置は、半サイクル以上の所定のサイクル毎に入力指令
値と実際の出力値の誤差値を演算する出力誤差演算手段
と、この演算された出力誤差を累積する出力誤差累積手
段と、前記入力指令値と前記出力誤差累積値とを加算す
る加算手段と、この加算手段の出力と所定の閾値を比較
し、前記加算手段の出力が閾値より大なる場合に１００
％を、出力が閾値より小なる場合に０％を出力する比較
手段とを備えている。
装置は、半サイクル以上の所定のサイクル毎に入力指令
値と実際の出力値の誤差値を演算する出力誤差演算手段
と、この演算された出力誤差を累積する出力誤差累積手
段と、前記入力指令値と前記出力誤差累積値とを加算す
る加算手段と、この加算手段の出力と所定の閾値を比較
し、前記加算手段の出力が閾値より大なる場合に１００
％を、出力が閾値より小なる場合に０％を出力する比較
手段とを備えている。
【００１０】このサイクル制御装置では、例えば半サイ
クル毎に入力指令値と実際の出力値の誤差値が出力誤差
演算部で演算される。最初、半サイクルでは実際出力値
は０％であると言えるから、入力指令値が出力誤差とな
り、この出力誤差が累積される。最初の半サイクルでは
累積値も０％であるから、入力指令値がそのまま比較手
段に入力されることになり、入力指令値が予め設定して
ある閾値（例えば５０％）と比較される。入力指令値が
閾値よりも小さい場合、比較手段より０％が出力され
る。
クル毎に入力指令値と実際の出力値の誤差値が出力誤差
演算部で演算される。最初、半サイクルでは実際出力値
は０％であると言えるから、入力指令値が出力誤差とな
り、この出力誤差が累積される。最初の半サイクルでは
累積値も０％であるから、入力指令値がそのまま比較手
段に入力されることになり、入力指令値が予め設定して
ある閾値（例えば５０％）と比較される。入力指令値が
閾値よりも小さい場合、比較手段より０％が出力され
る。
【００１１】次の半サイクルでは、出力誤差はやはり入
力指令値と同じであるが、出力誤差値の累積は入力指令
値の２倍となる。一方、前回の累積値である入力指令値
と今回の入力指令値が加算手段で加算され、２倍の入力
指令値が比較手段に入力されるので、この２倍の入力指
令値は閾値よりも大なので、比較手段は１００〔％〕を
出力する。この出力１００〔％〕と指令入力値より、出
力誤差は指令入力値−出力１００〔％〕となり、出力誤
差累積は２倍の入力指令値−１００〔％〕となる。
力指令値と同じであるが、出力誤差値の累積は入力指令
値の２倍となる。一方、前回の累積値である入力指令値
と今回の入力指令値が加算手段で加算され、２倍の入力
指令値が比較手段に入力されるので、この２倍の入力指
令値は閾値よりも大なので、比較手段は１００〔％〕を
出力する。この出力１００〔％〕と指令入力値より、出
力誤差は指令入力値−出力１００〔％〕となり、出力誤
差累積は２倍の入力指令値−１００〔％〕となる。
【００１２】さらに、次の半サイクルでは加算手段の出
力は、入力指令値＋（２倍の入力指令値−１００
〔％〕）となり、比較手段に入力されるが、この入力は
閾値よりも小さいので、出力は再び０〔％〕となる。以
上の処理を制御周期にわたり繰り返す。制御周期間では
入力指令値に対応する数の半サイクルだけ１００〔％〕
出力を出す。例えば、入力指令値が４０％であると、制
御周期が半サイクル期間×５とされ、うち２回の半サイ
クルだけ１００〔％〕出力とされ、制御周期毎にこの処
理が繰り返される。また、他の例として、入力指令値が
１５％であるとすると、制御周期が半サイクル期間×２
０とされ、うち３回の半サイクルだけ１００〔％〕出力
とされる。
力は、入力指令値＋（２倍の入力指令値−１００
〔％〕）となり、比較手段に入力されるが、この入力は
閾値よりも小さいので、出力は再び０〔％〕となる。以
上の処理を制御周期にわたり繰り返す。制御周期間では
入力指令値に対応する数の半サイクルだけ１００〔％〕
出力を出す。例えば、入力指令値が４０％であると、制
御周期が半サイクル期間×５とされ、うち２回の半サイ
クルだけ１００〔％〕出力とされ、制御周期毎にこの処
理が繰り返される。また、他の例として、入力指令値が
１５％であるとすると、制御周期が半サイクル期間×２
０とされ、うち３回の半サイクルだけ１００〔％〕出力
とされる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態により、この発
明をさらに詳細に説明する。図３は、この発明の一実施
形態であるヒータの温度制御装置の概略構成を示すブロ
ック図である。この実施形態温度制御装置は、温度調節
器１と、サイクル制御装置２０と、ゼロクロス機能付き
ＳＳＲ３と、ヒータ４と、温度センサ５とから構成され
ている。サイクル制御装置２０以外は図１に示したもの
と同様である。ここでは、サイクル制御装置２０とゼロ
クロス機能付きＳＳＲ３を合わせて、電力調整器に相当
する。
明をさらに詳細に説明する。図３は、この発明の一実施
形態であるヒータの温度制御装置の概略構成を示すブロ
ック図である。この実施形態温度制御装置は、温度調節
器１と、サイクル制御装置２０と、ゼロクロス機能付き
ＳＳＲ３と、ヒータ４と、温度センサ５とから構成され
ている。サイクル制御装置２０以外は図１に示したもの
と同様である。ここでは、サイクル制御装置２０とゼロ
クロス機能付きＳＳＲ３を合わせて、電力調整器に相当
する。
【００１４】サイクル制御装置２０は、温度調整器１か
らの指令値Ｘを半サイクル間保持するサンプル・ホール
ド部２１と、入力された指令値Ｘと実際の出力値Ｙの出
力誤差Ｅを算出する出力誤差演算部２２と、出力誤差演
算部２２で求めた出力誤差Ｅを累積する出力誤差累積部
２３と、入力された指令値Ｘと、出力誤差累積値を加算
する加算部（補正部）２４と、この加算部２４の出力を
受け、その入力値と所定の閾値とを比較し、入力値が閾
値より大なる場合に１００〔％〕出力、入力値が閾値よ
り小なる場合に０〔％〕出力とする比較部２５とを備え
ている。
らの指令値Ｘを半サイクル間保持するサンプル・ホール
ド部２１と、入力された指令値Ｘと実際の出力値Ｙの出
力誤差Ｅを算出する出力誤差演算部２２と、出力誤差演
算部２２で求めた出力誤差Ｅを累積する出力誤差累積部
２３と、入力された指令値Ｘと、出力誤差累積値を加算
する加算部（補正部）２４と、この加算部２４の出力を
受け、その入力値と所定の閾値とを比較し、入力値が閾
値より大なる場合に１００〔％〕出力、入力値が閾値よ
り小なる場合に０〔％〕出力とする比較部２５とを備え
ている。
【００１５】次に、この実施形態温度制御装置の動作を
説明する。ここでは、図４に示すフロー図により、サイ
クル制御装置２０の動作を中心に説明する。動作の開始
にあたり、先ず初期処理が実施される（ステップＳＴ
１）。例えば、比較部２５の閾値Ｓの設定（ステップＳ
Ｔ１１）、変数ｎをクリア（ステップＳＴ１２）、パラ
メータ初期値を設定し、累積用レジスタΣ（ｎ）をクリ
アする（ステップＳＴ１３）。
説明する。ここでは、図４に示すフロー図により、サイ
クル制御装置２０の動作を中心に説明する。動作の開始
にあたり、先ず初期処理が実施される（ステップＳＴ
１）。例えば、比較部２５の閾値Ｓの設定（ステップＳ
Ｔ１１）、変数ｎをクリア（ステップＳＴ１２）、パラ
メータ初期値を設定し、累積用レジスタΣ（ｎ）をクリ
アする（ステップＳＴ１３）。
【００１６】初期処理に続いて、変数ｎを１インクリメ
ントする（ステップＳＴ２）。処理開始で先ずｎ＝１と
される。そして、第１番目（ｎ＝１）のオン比率入力Ｘ
1 を取り込む（ステップＳＴ３）。続いて前回までの出
力誤差累積Σ（ｎ−１）に今回の入力指令値Ｘn を加算
し、出力Ｙ（ｎ）を求める（ステップＳＴ４）。
ントする（ステップＳＴ２）。処理開始で先ずｎ＝１と
される。そして、第１番目（ｎ＝１）のオン比率入力Ｘ
1 を取り込む（ステップＳＴ３）。続いて前回までの出
力誤差累積Σ（ｎ−１）に今回の入力指令値Ｘn を加算
し、出力Ｙ（ｎ）を求める（ステップＳＴ４）。
【００１７】最初の半サイクルの処理ではΣ（ｎ−１）
は０〔％〕であり、Ｘn ＝Ｘ1 である。したがって、入
力指令値を４０〔％〕に設定したとすると、Ｘ1 ＝４０
〔％〕であり、Ｙi1も４０〔％〕である。比較部２５で
入力された補正出力値Ｙi1と閾値Ｓが比較され（ステッ
プＳＴ５）、補正出力値Ｙi1が閾値Ｓ以上であると、出
力を１００〔％〕とする（ステップＳＴ６）。逆に補正
出力値Ｙi1が閾値Ｓよりも小さいと、出力を０〔％〕と
する（ステップＳＴ７）。
は０〔％〕であり、Ｘn ＝Ｘ1 である。したがって、入
力指令値を４０〔％〕に設定したとすると、Ｘ1 ＝４０
〔％〕であり、Ｙi1も４０〔％〕である。比較部２５で
入力された補正出力値Ｙi1と閾値Ｓが比較され（ステッ
プＳＴ５）、補正出力値Ｙi1が閾値Ｓ以上であると、出
力を１００〔％〕とする（ステップＳＴ６）。逆に補正
出力値Ｙi1が閾値Ｓよりも小さいと、出力を０〔％〕と
する（ステップＳＴ７）。
【００１８】続いて今回の入力指令値Ｘ1 と出力Ｙ1 の
偏差、出力誤差Ｅ←Ｘ1 −Ｙ1 を求める（ステップＳＴ
８）とともに、それまでの出力誤差累積に今回の出力誤
差Ｅ 1 を加算して、出力誤差累積を更新する（ステップ
ＳＴ９）。これにより、最初の半サイクルに係る処理を
終了する。
偏差、出力誤差Ｅ←Ｘ1 −Ｙ1 を求める（ステップＳＴ
８）とともに、それまでの出力誤差累積に今回の出力誤
差Ｅ 1 を加算して、出力誤差累積を更新する（ステップ
ＳＴ９）。これにより、最初の半サイクルに係る処理を
終了する。
【００１９】その後、ステップＳＴ２に戻り、変数ｎを
１インクリメント（ｎ＝２）し、第２回目の半サイクル
の処理を実行する。ステップＳＴ２からステップＳＴ９
の処理は制御周期間にわたり繰り返され、次の制御周期
に入ると、再度、変数ｎ及びΣ（ｎ）をクリアして、同
様の処理を繰り返す。
１インクリメント（ｎ＝２）し、第２回目の半サイクル
の処理を実行する。ステップＳＴ２からステップＳＴ９
の処理は制御周期間にわたり繰り返され、次の制御周期
に入ると、再度、変数ｎ及びΣ（ｎ）をクリアして、同
様の処理を繰り返す。
【００２０】上記した処理動作を具体的な数値を例にあ
げて説明する。以下の説明では、入力指令値Ｘ＝４０
〔％〕、閾値Ｓ＝５０〔％〕とし、５０〔ＨＺ〕の交流
信号を制御するものとする。５０〔ＨＺ〕の半サイクル
期間は１０〔ｍｓｅｃ〕であるから、１０〔ｍｓｅｃ〕
毎に、図４に示すフロー図の処理を実行する。入力指令
値Ｘは４０〔％〕であるから、制御周期は半サイクル期
間×５と決定される。
げて説明する。以下の説明では、入力指令値Ｘ＝４０
〔％〕、閾値Ｓ＝５０〔％〕とし、５０〔ＨＺ〕の交流
信号を制御するものとする。５０〔ＨＺ〕の半サイクル
期間は１０〔ｍｓｅｃ〕であるから、１０〔ｍｓｅｃ〕
毎に、図４に示すフロー図の処理を実行する。入力指令
値Ｘは４０〔％〕であるから、制御周期は半サイクル期
間×５と決定される。
【００２１】最初の半サイクル（周期１）では、図５に
示すように、入力指令値４０〔％〕、この指令値４０
〔％〕と出力誤差累積Σ（０）の加算で補正出力Ｙi1が
４０〔％〕、この補正出力Ｙi1＝４０〔％〕と閾値Ｓ＝
５０〔％〕の比較で、閾値Ｓの方が大であるから、出力
０〔％〕、指令値Ｘ1 ＝４０〔％〕とこの出力０〔％〕
の偏差より、出力誤差Ｅ1 ＝４０〔％〕、同時に累積誤
差Σ（１）＝４０〔％〕である。
示すように、入力指令値４０〔％〕、この指令値４０
〔％〕と出力誤差累積Σ（０）の加算で補正出力Ｙi1が
４０〔％〕、この補正出力Ｙi1＝４０〔％〕と閾値Ｓ＝
５０〔％〕の比較で、閾値Ｓの方が大であるから、出力
０〔％〕、指令値Ｘ1 ＝４０〔％〕とこの出力０〔％〕
の偏差より、出力誤差Ｅ1 ＝４０〔％〕、同時に累積誤
差Σ（１）＝４０〔％〕である。
【００２２】第２番目の半サイクル（周期２）では、同
じく図５に示すように、入力指令値は変わらず４０
〔％〕、この指令値４０〔％〕と、前回までの累積値Σ
（１）＝４０〔％〕の加算で、補正出力Ｙi2＝８０
〔％〕、この補正出力Ｙi2＝８０〔％〕と閾値Ｓ＝５０
〔％〕の比較で閾値Ｓよりも補正出力Ｙi2の方が大であ
るから、出力を１００〔％〕とする。指令値Ｘ2 ＝４０
〔％〕と、出力１００〔％〕との偏差により出力誤差Ｅ
2 ＝−６０〔％〕、前回までの累積値Σ（１）＝４０
〔％〕に出力誤差−６０〔％〕を累積して、出力誤差累
積Σ（２）＝−２０〔％〕である。
じく図５に示すように、入力指令値は変わらず４０
〔％〕、この指令値４０〔％〕と、前回までの累積値Σ
（１）＝４０〔％〕の加算で、補正出力Ｙi2＝８０
〔％〕、この補正出力Ｙi2＝８０〔％〕と閾値Ｓ＝５０
〔％〕の比較で閾値Ｓよりも補正出力Ｙi2の方が大であ
るから、出力を１００〔％〕とする。指令値Ｘ2 ＝４０
〔％〕と、出力１００〔％〕との偏差により出力誤差Ｅ
2 ＝−６０〔％〕、前回までの累積値Σ（１）＝４０
〔％〕に出力誤差−６０〔％〕を累積して、出力誤差累
積Σ（２）＝−２０〔％〕である。
【００２３】第３番目の半サイクル（周期３）では、入
力指令値Ｘ3 は変わらず４０〔％〕、この指令値４０
〔％〕と前回までの累積値Σ（２）＝−２０〔％〕の加
算で補正出力Ｙi3＝２０〔％〕、この補正出力Ｙi3＝２
０〔％〕と閾値Ｓ＝５０〔％〕の比較で閾値Ｓの方が大
きいので、出力を０〔％〕とする。指令値Ｘ3 ＝４０
〔％〕と出力０〔％〕との偏差で、出力誤差Ｅ3 ＝４０
〔％〕、前回までの累積値Σ（２）＝−２０〔％〕を加
算して、出力誤差累積Σ（３）＝２０〔％〕である。
力指令値Ｘ3 は変わらず４０〔％〕、この指令値４０
〔％〕と前回までの累積値Σ（２）＝−２０〔％〕の加
算で補正出力Ｙi3＝２０〔％〕、この補正出力Ｙi3＝２
０〔％〕と閾値Ｓ＝５０〔％〕の比較で閾値Ｓの方が大
きいので、出力を０〔％〕とする。指令値Ｘ3 ＝４０
〔％〕と出力０〔％〕との偏差で、出力誤差Ｅ3 ＝４０
〔％〕、前回までの累積値Σ（２）＝−２０〔％〕を加
算して、出力誤差累積Σ（３）＝２０〔％〕である。
【００２４】第４番目の半サイクル（周期４）では、入
力指令値Ｘ4 は４０〔％〕、この指令値４０〔％〕と、
前回までの累積値Σ（３）＝２０〔％〕の加算で補正出
力Ｙ i4＝６０〔％〕、この補正出力Ｙi4＝６０〔％〕と
閾値Ｓ＝５０〔％〕の比較で閾値Ｓよりも補正出力Ｙi4
の方が大きいので、出力を１００〔％〕とする。指令値
Ｘ4 ＝４０〔％〕と出力１００〔％〕の偏差で出力誤差
Ｅ4 ＝−６０〔％〕、前回までの累積値Σ（３）＝２０
〔％〕に出力誤差−６０〔％〕を累積して、出力誤差累
積Σ（４）＝−４０〔％〕である。
力指令値Ｘ4 は４０〔％〕、この指令値４０〔％〕と、
前回までの累積値Σ（３）＝２０〔％〕の加算で補正出
力Ｙ i4＝６０〔％〕、この補正出力Ｙi4＝６０〔％〕と
閾値Ｓ＝５０〔％〕の比較で閾値Ｓよりも補正出力Ｙi4
の方が大きいので、出力を１００〔％〕とする。指令値
Ｘ4 ＝４０〔％〕と出力１００〔％〕の偏差で出力誤差
Ｅ4 ＝−６０〔％〕、前回までの累積値Σ（３）＝２０
〔％〕に出力誤差−６０〔％〕を累積して、出力誤差累
積Σ（４）＝−４０〔％〕である。
【００２５】第５番目の半サイクル（周期５）では、入
力指令値Ｘ5 は４０〔％〕、この指令値４０〔％〕と前
回までの累積値−４０〔％〕の加算で補正出力Ｙi5＝０
〔％〕、この補正出力Ｙi5と閾値Ｓ＝５０〔％〕の比較
では明らかに閾値Ｓの方が大なので、出力を０〔％〕と
する。指令値Ｘ5 ＝４０〔％〕と出力０〔％〕の偏差で
出力誤差Ｅ5 ＝４０〔％〕、前回までの累積値Σ（４）
＝−４０〔％〕を加算して、出力誤差累積Σ（５）＝０
〔％〕である。
力指令値Ｘ5 は４０〔％〕、この指令値４０〔％〕と前
回までの累積値−４０〔％〕の加算で補正出力Ｙi5＝０
〔％〕、この補正出力Ｙi5と閾値Ｓ＝５０〔％〕の比較
では明らかに閾値Ｓの方が大なので、出力を０〔％〕と
する。指令値Ｘ5 ＝４０〔％〕と出力０〔％〕の偏差で
出力誤差Ｅ5 ＝４０〔％〕、前回までの累積値Σ（４）
＝−４０〔％〕を加算して、出力誤差累積Σ（５）＝０
〔％〕である。
【００２６】以上５回の半サイクルで制御周期が終了
し、次の制御周期に移る。１制御周期の中では、指令値
４０〔％〕に対し、出力１００〔％〕の半サイクルが２
回有り、５回の半サイクル中に２回の１００〔％〕出力
で他の３回のサイクルが出力０〔％〕であるから、指令
値に対応した出力となる。
し、次の制御周期に移る。１制御周期の中では、指令値
４０〔％〕に対し、出力１００〔％〕の半サイクルが２
回有り、５回の半サイクル中に２回の１００〔％〕出力
で他の３回のサイクルが出力０〔％〕であるから、指令
値に対応した出力となる。
【００２７】図６に示す径２００ｍｍのセラミック基板
３１にＣＨ１〜ＣＨ６の埋め込みヒータ３２を設けた半
導体ウェア用ヒータで１ＣＨのみを使用し、ヒータ抵
抗：１３Ω、ヒータ電圧：約２０ＶＡＣ、ヒータ電力：
約３０〔Ｗ〕、温調制御周期：０．５〔ｓｅｃ〕、ＰＩ
Ｄ調整則：ジーグラニコラス法から微調整で実験を行っ
たところ、従来のサイクル制御では図７で示す最大０．
２°Ｃ、上記実施形態のサイクル制御では図８に示す最
大０．１°Ｃの温度変化となり、この実施形態による場
合の方が変化幅が小さいことが確認できた。
３１にＣＨ１〜ＣＨ６の埋め込みヒータ３２を設けた半
導体ウェア用ヒータで１ＣＨのみを使用し、ヒータ抵
抗：１３Ω、ヒータ電圧：約２０ＶＡＣ、ヒータ電力：
約３０〔Ｗ〕、温調制御周期：０．５〔ｓｅｃ〕、ＰＩ
Ｄ調整則：ジーグラニコラス法から微調整で実験を行っ
たところ、従来のサイクル制御では図７で示す最大０．
２°Ｃ、上記実施形態のサイクル制御では図８に示す最
大０．１°Ｃの温度変化となり、この実施形態による場
合の方が変化幅が小さいことが確認できた。
【００２８】また、図９に示す原理のハロゲンランプ４
１と反射鏡４２を備える半導体テスト用加熱用のスポッ
トヒータで加熱対象４３を、定格電圧：１００ＶＡＣ、
消費電力：３４０Ｗ、最高到達温度：６５０°Ｃで加熱
実験したところ、従来のサイクル制御では温度変化幅が
図１０に示す５．２°Ｃとなり、実施形態のサイクル制
御では、図１１に示す２．６°Ｃとなり、やはりこの実
施形態による場合の方が、制御過程における変化幅が小
さい。
１と反射鏡４２を備える半導体テスト用加熱用のスポッ
トヒータで加熱対象４３を、定格電圧：１００ＶＡＣ、
消費電力：３４０Ｗ、最高到達温度：６５０°Ｃで加熱
実験したところ、従来のサイクル制御では温度変化幅が
図１０に示す５．２°Ｃとなり、実施形態のサイクル制
御では、図１１に示す２．６°Ｃとなり、やはりこの実
施形態による場合の方が、制御過程における変化幅が小
さい。
【００２９】図１２は、半導体ウエハ用ヒータに従来の
サイクル法（図１２のａ）と、実施形態で使用したサイ
クル法（図１２のｃ）による制御をシミュレーションし
たものであり、従来のサイクル法による場合に比し、こ
の実施形態の方が温度変化の振れ幅が小さい結果が出て
いる。
サイクル法（図１２のａ）と、実施形態で使用したサイ
クル法（図１２のｃ）による制御をシミュレーションし
たものであり、従来のサイクル法による場合に比し、こ
の実施形態の方が温度変化の振れ幅が小さい結果が出て
いる。
【００３０】図１３は、スポットヒータ（ハロゲンラン
プ）に、従来のサイクル法（図１３のａ）、位相制御
（図１３のｂ）、この実施形態のサイクル法（図１３の
ｃ）による制御をシミュレーションしたものであり、や
はり従来のサイクル法による場合に比し、この実施形態
の方が温度変化の振れ幅が小さく、位相制御と同程度の
振れ幅となる結果が出ている。
プ）に、従来のサイクル法（図１３のａ）、位相制御
（図１３のｂ）、この実施形態のサイクル法（図１３の
ｃ）による制御をシミュレーションしたものであり、や
はり従来のサイクル法による場合に比し、この実施形態
の方が温度変化の振れ幅が小さく、位相制御と同程度の
振れ幅となる結果が出ている。
【００３１】図１４は、はんだごてを想定して、従来の
サイクル法（図１４のａ）、位相制御（図１４のｂ）、
この実施形態のサイクル法（図１４のｃ）による制御を
シミュレーションしたものであり、従来のサイクル法に
よる場合に比し、この実施形態の方が温度変化の振れ幅
が小さく、位相制御と同程度の振れ幅となる結果が出て
いる。
サイクル法（図１４のａ）、位相制御（図１４のｂ）、
この実施形態のサイクル法（図１４のｃ）による制御を
シミュレーションしたものであり、従来のサイクル法に
よる場合に比し、この実施形態の方が温度変化の振れ幅
が小さく、位相制御と同程度の振れ幅となる結果が出て
いる。
【００３２】図１５、図１６、図１７は、それぞれ５０
〔ＨＺ〕の交流成分を基本波とするシミュレーションに
よる出力電圧に含まれる基本波と高調波成分を示してい
る。図１５は位相制御、図１６は従来のサイクル制御、
図１７はこの発明の実施形態のサイクル制御の場合であ
り、位相制御の場合、第３高調波、第５高調波、第７高
調波、……、と基本波の大きさの数十％の高調波が発生
しているが、この実施形態のサイクル制御では、従来の
サイクル制御と同様に、高周波が十分に低減されてい
る。
〔ＨＺ〕の交流成分を基本波とするシミュレーションに
よる出力電圧に含まれる基本波と高調波成分を示してい
る。図１５は位相制御、図１６は従来のサイクル制御、
図１７はこの発明の実施形態のサイクル制御の場合であ
り、位相制御の場合、第３高調波、第５高調波、第７高
調波、……、と基本波の大きさの数十％の高調波が発生
しているが、この実施形態のサイクル制御では、従来の
サイクル制御と同様に、高周波が十分に低減されてい
る。
【００３３】なお、上記実施形態のサイクル制御装置
は、アナログ演算回路で構成してもよいし、コンピュー
タ等のソフトウェアを含むデジタル演算回路で構成して
もよい。
は、アナログ演算回路で構成してもよいし、コンピュー
タ等のソフトウェアを含むデジタル演算回路で構成して
もよい。
【００３４】また、上記実施形態のサイクル制御装置２
０は、ゼロクロス機能付きＳＳＲ３とで電力調整器を構
成する場合を想定しているが、この発明はサイクル制御
装置２０を温度調節器１に内蔵させること、サイクル制
御装置２０を単独ユニットとして構成し、温度制御装置
の温度調節器１とゼロクロス機能付きＳＳＲ３（電力調
整器）との間に設けることにも適用できる。
０は、ゼロクロス機能付きＳＳＲ３とで電力調整器を構
成する場合を想定しているが、この発明はサイクル制御
装置２０を温度調節器１に内蔵させること、サイクル制
御装置２０を単独ユニットとして構成し、温度制御装置
の温度調節器１とゼロクロス機能付きＳＳＲ３（電力調
整器）との間に設けることにも適用できる。
【００３５】
【発明の効果】この発明によれば、指令値に応じ、制御
周期を決定し、半サイクル毎に出力補正し、指令値に応
じ、１００〔％〕出力か０〔％〕出力を選択して出力す
るものであるから、従来のサイクル制御に比し、出力分
解能が高い。従来のサイクル制御に比し、出力応答が速
い。従来のサイクル制御に比し、ＯＮ状態が時間的に分
散されるので、制御対象を長寿命化できる。従来の位相
制御に比べて高速処理が必要ないため、装置が安価に実
現できる。ゼロ電圧スイッチングであるため、電気ノイ
ズが小さい。等の効果がある。
周期を決定し、半サイクル毎に出力補正し、指令値に応
じ、１００〔％〕出力か０〔％〕出力を選択して出力す
るものであるから、従来のサイクル制御に比し、出力分
解能が高い。従来のサイクル制御に比し、出力応答が速
い。従来のサイクル制御に比し、ＯＮ状態が時間的に分
散されるので、制御対象を長寿命化できる。従来の位相
制御に比べて高速処理が必要ないため、装置が安価に実
現できる。ゼロ電圧スイッチングであるため、電気ノイ
ズが小さい。等の効果がある。
【図１】従来の温度制御装置を示すブロック図である。
【図２】同温度制御装置のサイクル制御を説明するため
の図である。
の図である。
【図３】この発明の一実施形態である温度制御装置の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図４】同実施形態温度制御装置を構成するサイクル制
御装置の動作を説明するフロー図である。
御装置の動作を説明するフロー図である。
【図５】同サイクル制御装置の半サイクル毎の動作を説
明するための各部のレベルの一例を示す図である。
明するための各部のレベルの一例を示す図である。
【図６】半導体ウエハ用ヒータの一例を示す図である。
【図７】同半導体ウエハ用のヒータを実験により、従来
のサイクル制御法で温度制御した場合の温度変化を示す
図である。
のサイクル制御法で温度制御した場合の温度変化を示す
図である。
【図８】半導体ウエハ用ヒータを実験により、この発明
のサイクル制御法で温度制御した場合の温度変化を示す
図である。
のサイクル制御法で温度制御した場合の温度変化を示す
図である。
【図９】スポットヒータを説明する図である。
【図１０】スポットヒータを実験により、従来のサイク
ル制御法で温度制御した場合の温度変化を示す図であ
る。
ル制御法で温度制御した場合の温度変化を示す図であ
る。
【図１１】スポットヒータを実験により、この発明のサ
イクル制御法で温度制御した場合の温度変化を示す図で
ある。
イクル制御法で温度制御した場合の温度変化を示す図で
ある。
【図１２】半導体ウエハ用ヒータをシミュレーションに
より、従来のサイクル制御法、この発明のサイクル制御
法により、温度制御した場合の温度変化を示す図であ
る。
より、従来のサイクル制御法、この発明のサイクル制御
法により、温度制御した場合の温度変化を示す図であ
る。
【図１３】スポットヒータをシミュレーションにより、
従来のサイクル法、位相制御法、この発明のサイクル制
御法で温度制御した場合の温度変化を示す図である。
従来のサイクル法、位相制御法、この発明のサイクル制
御法で温度制御した場合の温度変化を示す図である。
【図１４】はんだごてを想定し、シミュレーションによ
り、従来のサイクル制御法、位相制御法、この発明のサ
イクル制御法により、温度制御した場合の温度変化を示
す図である。
り、従来のサイクル制御法、位相制御法、この発明のサ
イクル制御法により、温度制御した場合の温度変化を示
す図である。
【図１５】温度制御を位相制御法で行った場合の出力電
圧の周波数スペクトルを示す図である。
圧の周波数スペクトルを示す図である。
【図１６】温度制御を従来のサイクル制御法で行った場
合の出力電圧の周波数スペクトルを示す図である。
合の出力電圧の周波数スペクトルを示す図である。
【図１７】温度制御を、この発明のサイクル制御で行っ
た場合の出力電圧の周波数スペクトルを示す図である。
た場合の出力電圧の周波数スペクトルを示す図である。
１ 温度調節器 ２、２０ サイクル制御装置 ３ ゼロクロス機能付きＳＳＲ ４ ヒータ ５ 温度センサ ２１ サンプル・ホールド部 ２２ 出力誤差演算部 ２３ 出力誤差累積部 ２４ 加算部 ２５ 比較部
Claims (4)
- 【請求項１】半サイクル以上の所定のサイクル毎に入力
指令値と実際の出力値の誤差値を演算する出力誤差演算
手段と、この演算された出力誤差を累積する出力誤差累
積手段と、前記入力指令値と前記出力誤差累積値とを加
算する加算手段と、この加算手段の出力と所定の閾値を
比較し、前記加算手段の出力が閾値より大なる場合に１
００％を、出力が閾値より小なる場合に０％を出力する
比較手段とを備えたことを特徴とするサイクル制御装
置。 - 【請求項２】前記請求項１に記載のサイクル制御装置を
内蔵したことを特徴とする電力調整器。 - 【請求項３】前記請求項１に記載のサイクル制御装置を
内蔵したことを特徴とする温度調節器。 - 【請求項４】前記請求項１に記載のサイクル制御装置
を、温度調節器と電力調整器の間に設置したことを特徴
とする温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000071642A JP3899773B2 (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 電力調整器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000071642A JP3899773B2 (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 電力調整器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001265446A true JP2001265446A (ja) | 2001-09-28 |
| JP3899773B2 JP3899773B2 (ja) | 2007-03-28 |
Family
ID=18590188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000071642A Expired - Lifetime JP3899773B2 (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 電力調整器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002325428A (ja) * | 2001-04-23 | 2002-11-08 | Omron Corp | 電力制御方法および電力制御装置 |
| EP1571886A2 (en) * | 2004-03-04 | 2005-09-07 | Omron Corporation | Control circuit and power control apparatus having the control circuit |
| JP2008152354A (ja) * | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Omron Corp | 電力制御方法および電力制御装置 |
| JP2008257625A (ja) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Omron Corp | 位相制御方法および位相制御装置 |
| JP2008305226A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Omron Corp | 電力制御方法および電力制御装置 |
| KR20160006045A (ko) * | 2014-07-08 | 2016-01-18 | 엘지전자 주식회사 | 설비를 제어하기 위한 중앙 제어 장치 및 설비 제어 시스템 |
| CN114527808A (zh) * | 2020-11-05 | 2022-05-24 | 安讯士有限公司 | 用于控制数据存储装置温度的方法和系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5565670B2 (ja) * | 2010-02-10 | 2014-08-06 | 国立大学法人 名古屋工業大学 | 交流電力調整装置 |
-
2000
- 2000-03-15 JP JP2000071642A patent/JP3899773B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| EP1571886A2 (en) * | 2004-03-04 | 2005-09-07 | Omron Corporation | Control circuit and power control apparatus having the control circuit |
| EP1571886A3 (en) * | 2004-03-04 | 2008-07-02 | Omron Corporation | Control circuit and power control apparatus having the control circuit |
| CN100592227C (zh) * | 2004-03-04 | 2010-02-24 | 欧姆龙株式会社 | 控制电路和具有该控制电路的电力控制装置 |
| JP2008152354A (ja) * | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Omron Corp | 電力制御方法および電力制御装置 |
| JP2008257625A (ja) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Omron Corp | 位相制御方法および位相制御装置 |
| US7923666B2 (en) | 2007-04-09 | 2011-04-12 | Omron Corporation | Phase control method and phase control device |
| JP2008305226A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Omron Corp | 電力制御方法および電力制御装置 |
| KR20160006045A (ko) * | 2014-07-08 | 2016-01-18 | 엘지전자 주식회사 | 설비를 제어하기 위한 중앙 제어 장치 및 설비 제어 시스템 |
| KR101641254B1 (ko) * | 2014-07-08 | 2016-07-20 | 엘지전자 주식회사 | 설비를 제어하기 위한 중앙 제어 장치 및 설비 제어 시스템 |
| CN114527808A (zh) * | 2020-11-05 | 2022-05-24 | 安讯士有限公司 | 用于控制数据存储装置温度的方法和系统 |
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