JP2012529713A - フィードバックを分離した位相制御式ノンゼロクロスフォトトライアック - Google Patents

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Abstract

【構成】本発明は、光学的分離を行う電子構成成分であって、電子構成成分パッケージ、この電子構成成分パッケージ内に設けられ、上記光学的分離を行うフォトトライアック、および上記電子構成成分パッケージ内に集積一体化され、これによってゼロクロス検出を行う逆ゼロクロスフィードバックチャネルからなる電子構成成分を提供するものである。この電子構成成分は、位相制御回路を有する回路内に設けることができる。また、本発明は、独立した単一の電子構成成分を使用してＡＣ負荷を駆動し、ゼロクロス検出を行う方法であって、電子構成成分パッケージ、この電子成分構成パッケージ内に設けられたフォトトライアック、および上記電子構成成分パッケージ内に集積一体化され、これによってゼロクロス検出を行う逆向きのゼロクロスフィードバックチャネルからなる電子構成成分を使用する方法に関する。この方法では、電子構成成分を所定の回路内に設ける。
【選択図】図２

Description

関連出願
本願は、２００９年６月８日に出願された米国特許出願第１２/４８０，３９２号の優先権を主張する出願であり、同公報はインコーポレイテッドバイリファレンス（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ｂｙ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）により本明細書に援用するものである。
本発明は電子構成成分に関する。より具体的には、本発明はフィードバックを分離した位相制御式ノンゼロクロスフォトトライアック（ｐｈａｓｅ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｎｏｎ−ｚｅｒｏ−ｃｒｏｓｓ ｐｈｏｔｏｔｒｉａｃ）に関する。
フォトトライアックカプラは、交流主ネットワークによって電源が供給され、ＡＣ電圧負荷をスイッチ作用によって制御する方式の用途を始めとする数多くの用途に使用されている。フォトトライアックカプラは、ある回路の制御側とある回路の負荷側を直流分離するために使用することができる。即ち、フォトトライアックカプラは、モーターの制御を始めとする各種の用途において有用な素子である。
フォトトライアックカプラの場合、ゼロクロスおよびノンゼロクロスの両者が利用可能である。ゼロクロスタイプのフォトトライアックカプラの場合、負荷電圧がゼロクロス電圧値未満ならば、出力がオン状態に切り換るに過ぎない。ノンゼロクロスタイプのフォトトライアックカプラの場合、オン状態への切り換りは直ちに生じ、またノンゼロクロスタイプのフォトトライアックカプラの場合、二乗平均平方根は位相遅れによって制御することができる。
ここで必要なのは、フォトトライアックカプラを使用するある回路の負荷側からノンゼロクロスフォトトライアックの回路の制御側に分離フィードバックを実現する手段である。
従って、従来技術を改良することが本発明の目的であり、特徴であり、また作用効果である。
また、フィードバックを分離した位相制御式ノンゼロクロスフォトトライアックカプラを提供することも本発明の目的であり、特徴であり、また作用効果である。
上記の、および/または上記以外の本発明の目的、特徴、また作用効果については、以下の明細書の記載および特許請求の範囲の記載から明らかになる。
本発明の一つの態様は、光学的分離を行う電子構成成分に関する。この電子構成成分は、電子構成成分パッケージ、この電子構成成分パッケージ内に設けられ、光学的分離を行うフォトトライアック、およびこの電子構成成分パッケージ内に集積一体化されることによってゼロクロス検出を行う逆向きのゼロクロスフィードバックチャネルを有する。
本発明のもう一つの態様は、電気回路に関する。この電気回路は電子構成成分パッケージ、この電子構成成分パッケージ内に設けられ、光学的分離を行うフォトトライアック、および電子構成成分パッケージ内に集積一体化されることによってゼロクロス検出を行う逆向きの（ｒｅｖｅｒｓｅ）ゼロクロスフィードバックチャネルを有する電子構成成分で構成される。また、この電気回路は逆向きのゼロクロスフィードバックチャネルの入力に電気的に接続された位相制御回路を有する。
本発明のさらにもう一つの態様は、独立した単一の電子構成成分を使用してＡＣ負荷を駆動し、ゼロクロス検出を行う方法に関する。この方法では、電子構成成分パッケージ、この電子構成成分パッケージ内に設けられたフォトトライアック、および電子構成成分パッケージ内に集積一体化されることによってゼロクロス検出を行う逆向きのゼロクロスフィードバックチャネルを有する電子構成成分を利用する。この方法ではさらに、上記電子構成成分を所定の回路内に設ける。
従来技術回路を説明する概略図である。 本発明の一実施態様による回路を説明する概略図である。 位相制御回路の一実施例を示す概略図である。
図１に、従来技術の回路１０を示す。この回路１０の場合、フォトトライアック構成成分２０を使用して負荷１６を分離制御する。回路１０のマイクロ制御素子（ＭＣＵ）３６によって制御ロジック素子３４を駆動すると、フォトトライアック構成成分２０の入力３０、３２において制御信号を発信することができる。ＬＥＤ２４によって光学的信号２５を発生し、フォトトライアック構成成分２０を制御する。フォトトライアック構成成分２０からの出力２６、２８を、負荷１６とＡＣ電圧源の接地部分１４との間に接続される電源トライアック１８に電気的に接続する。ＡＣ電圧源に対応する端子１２についても、負荷１６に電気的に接続する。回路１０の動作時、マイクロ制御素子３６が低電圧制御側から信号を発信し、高電圧負荷側の負荷１６に送られるパワーを制御する。
図２に本発明の回路４０の一実施態様を示す。図２に示すように、集積回路としての電子構成成分４２は、フォトトライアックすなわちオプトトライアック２２だけではなく、ゼロクロスを検出するために電子構成成分パッケージ４３に一体化し、反対方向に向け逆向きのゼロクロスフィードバックチャネルも含めて示される。この電子構成成分パッケージ４３としては、現在電子構成成分パッケージに利用されている各種サイズまたは各種形式のものを使用することができる。従って、回路４０の場合には、マイクロ制御素子３６が負荷１６のスイッチ作用を制御するだけでなく、回路の負荷側からフィードバックを受け取ることになる。
図示のように、フィードバックのために適宜使用するマルチプレクサ４４は、負荷１６に電気的に接続するとともに、位相制御回路５０に電気的に接続する。この位相制御回路５０は、それぞれ逆方向を向いている平行ＬＥＤ５２、５４に電気的に接続する。図示のように、オプト受信素子５６は、フィードバック論理素子に電気的に接続され、そして最終的にマイクロ制御素子３６に接続される電子構成成分４２からの出力５８、６０を受け取る。図示のように、マイクロ制御素子３６（ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）は光学的に分離された第１ノンゼロクロスチャネル上のトライアックを制御することができ、また、光学的に分離され、逆方向に向けた第２チャネル上のゼロクロス検出フィードバックを受け取ることができる。このゼロクロス検出フィードバックがあるため、マイクロ制御素子３６が、ゼロクロス検出フィードバックに基づいて負荷１６に送られるパワーを変更することができる。
マルチプレクサ４４は、ノードＡ４６の信号のみを、あるいはノードＢ４８の信号のみを決定してフィードバックする場合に適宜使用する素子である。なお、ノードＡ４６およびノードＢ４８の両信号を決定する場合には、マルチプレクサは必ず使用する必要がある。
図３に位相制御回路５０の一例を示す。図３に示すように、レジスタ素子６４およびキャパシタ素子６６をノード６８、７０間に直列に配置して、ＲＣ回路網を形成する。なお、本発明では位相制御回路５０が別な方法でも形成可能であることはいうまでもない。この位相制御回路５０を使用して、ゼロクロス方向への高ＡＣ３０電圧を阻止するだけでなく、ゼロクロス検出の位相シフトを実現する。
以上、フィードバックを分離した位相制御式ノンゼロクロスフォトトライアックについて説明し、さらに位相制御式ノンゼロクロスフォトトライアックに使用する回路について説明してきたが、本発明は特定の実施態様に制限されるものではなく、本発明の精神および特許請求の範囲内で各種の変更、選択、代替が可能である。
１０：従来の回路
１２：端子
１４：接地部分
１６：負荷
１８：電源トライアック
２０：フォトトライアック構成成分
２４：ＬＥＤ
２５：光学的信号
３０、３２：入力
３４：制御論理素子
３６：マイクロ制御素子
４０：本発明回路
４２：電子構成成分
４３：電子構成成分パッケージ
４４：マルチプレクサ
５０：位相制御回路
５２、５４：平行ＬＥＤ
５６：オプト受信素子
５８、６０：出力
６４：レジスタ素子
６６：キャパシタ素子

Claims (12)

  1. 光学的分離を行う電子構成成分であって、
    電子構成成分パッケージ、
    該電子構成成分パッケージ内に設けられ、前記光学的分離を行うフォトトライアック、および
    前記電子構成成分パッケージ内に集積一体化され、ゼロクロス検出を行うための逆向きのゼロクロスフィードバックチャネルを含めたことを特徴とする電子構成成分。
  2. 所定の回路の負荷側から該回路の分離制御側へフィードバックを行うように前記逆向きのゼロクロスフィードバックチャネルを構成した請求項１に記載の電子構成成分。
  3. （ａ）電子構成成分パッケージ、
    （ｂ）該電子構成成分パッケージ内に設けられ、前記光学的分離を行うフォトトライアック、および
    （ｃ）前記電子構成成分パッケージ内に集積一体化され、これによってゼロクロス検出を行う逆向きのゼロクロスフィードバックチャネルからなる電子構成成分、および
    前記逆向きのゼロクロスフィードバックチャネルの入力に電気的に接続された位相制御回路からなることを特徴とする電気回路。
  4. 前記位相制御回路がＲＣ回路網からなる請求項３に記載の電気回路。
  5. 前記逆向きのゼロクロスフィードバックチャネルへの高ＡＣ電圧を阻止するように前記位相制御回路を構成した請求項３に記載の電気回路。
  6. 位相シフトするように前記位相制御回路を構成した請求項５に記載の電気回路。
  7. さらに、前記位相制御回路に電気的に接続されたマルチプレクサを有する請求項３に記載の電気回路。
  8. さらに、前記フォトトライアックおよび前記位相制御回路に電気的に接続されたＡＣ駆動式負荷を有する請求項３に記載の電気回路。
  9. 前記ＡＣ駆動式負荷がモーターからなる請求項３に記載の電気回路。
  10. さらに、前記電子構成成分に電気的に接続され、制御を行い、かつフィードバックを受け取るマイクロ制御素子からなる請求項３に記載の電気回路。
  11. 独立した単一の電子構成成分を使用してＡＣ負荷を駆動し、ゼロクロス検出を行う方法であって、
    （ａ）電子構成成分パッケージ、
    （ｂ）該電子構成成分パッケージ内に設けられたフォトトライアック、および
    （ｃ）前記電子構成成分パッケージ内に集積一体化され、これによってゼロクロス検出を行う逆向きのゼロクロスフィードバックチャネルからなる電子構成成分を準備し、そして
    前記電子構成成分を所定の回路内に設けることからなることを特徴とする方法。
  12. 前記回路が、さらに、前記逆向きのゼロクロスフィードバックチャネルの入力に電気的に接続された位相制御回路からなる請求項１１に記載の方法。
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