JP3135608B2 - 低ノイズ形の位相制御器 - Google Patents
低ノイズ形の位相制御器Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- 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)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、スタジオや
劇場等における照明器具の明るさを制御する調光器に好
適な位相制御器に関し、殊に、制御動作に伴うノイズ
（可聞ノイズや電磁波ノイズ等）を軽減した低ノイズ形
位相制御器に関する。
劇場等における照明器具の明るさを制御する調光器に好
適な位相制御器に関し、殊に、制御動作に伴うノイズ
（可聞ノイズや電磁波ノイズ等）を軽減した低ノイズ形
位相制御器に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、照明器具の調光器を例にとる
と、その調光手法は、スライダックを用いる第１世代の
手法があり、この第１世代の手法はその操作性の限界故
に今日の照明技術が要求する高速制御に対応しきれない
という事情から、シリコン整流器やトライアックを用い
た高速制御が可能な第２世代の手法が実用化され今日に
到っている。
と、その調光手法は、スライダックを用いる第１世代の
手法があり、この第１世代の手法はその操作性の限界故
に今日の照明技術が要求する高速制御に対応しきれない
という事情から、シリコン整流器やトライアックを用い
た高速制御が可能な第２世代の手法が実用化され今日に
到っている。
【０００３】しかし、この第２世代の手法の場合には、
交流波形の各半サイクルにおける通電開始の立上りが急
峻なため、そこで急激に電流が流れることに伴う大きな
ノイズを避けられない。しかるに、照明器具の調光器、
特にスタジオ等で用いられる照明器具の調光器について
は、可聞ノイズが録音の障害になり、また電磁波ノイズ
により撮影機や録音器に障害を生じる等、このノイズが
大きな問題となる。
交流波形の各半サイクルにおける通電開始の立上りが急
峻なため、そこで急激に電流が流れることに伴う大きな
ノイズを避けられない。しかるに、照明器具の調光器、
特にスタジオ等で用いられる照明器具の調光器について
は、可聞ノイズが録音の障害になり、また電磁波ノイズ
により撮影機や録音器に障害を生じる等、このノイズが
大きな問題となる。
【０００４】そのため、従来は、数十〜数百台の調光器
をまとめて別室（通常、ラック室と呼ばれる）に設置す
ることにより、これを避けるようにしていた。しかし、
このように別室に調光器を設置することには、種々の不
利益を避けられない。すなわち、例えばテレビのスタジ
オ等は地の利の関係で地価の高い場所にあるのが一般
で、高価なスペースの利用効率が悪い。また、調光器と
ランプとの距離が大きくなるため、接続ケーブルにおけ
る電圧降下により調光の正確性が低下したり、調光状態
の正確な把握が困難になる等の不利益である。
をまとめて別室（通常、ラック室と呼ばれる）に設置す
ることにより、これを避けるようにしていた。しかし、
このように別室に調光器を設置することには、種々の不
利益を避けられない。すなわち、例えばテレビのスタジ
オ等は地の利の関係で地価の高い場所にあるのが一般
で、高価なスペースの利用効率が悪い。また、調光器と
ランプとの距離が大きくなるため、接続ケーブルにおけ
る電圧降下により調光の正確性が低下したり、調光状態
の正確な把握が困難になる等の不利益である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような事情を背景
になされたのがこの発明で、交流波形の各半サイクルに
おける通電開始の立上りに緩やかな波形が得られ、ノイ
ズを有効に低減できる低ノイズ形の位相制御器の提供を
目的としている。また、この発明は、従来形の制御に付
きまとっていたゼロクロス点の検出という、制御の不安
定化要因を避けることができる位相制御器の提供を目的
としている。さらに、この発明は、より簡単な回路構造
で済ませることのできる位相制御器の提供を目的として
いる。
になされたのがこの発明で、交流波形の各半サイクルに
おける通電開始の立上りに緩やかな波形が得られ、ノイ
ズを有効に低減できる低ノイズ形の位相制御器の提供を
目的としている。また、この発明は、従来形の制御に付
きまとっていたゼロクロス点の検出という、制御の不安
定化要因を避けることができる位相制御器の提供を目的
としている。さらに、この発明は、より簡単な回路構造
で済ませることのできる位相制御器の提供を目的として
いる。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】具体的にはこの
発明による位相制御器は、主電源回路と、ゲート電圧の
制御により導通モード及び非導通モードの制御が可能な
スイッチング用トランジスタを逆直列で接続すると共
に、この各スイッチング用トランジスタに、非対称な導
通特性を有する二極半導体素子を、接続相手の導通方向
に対しその導通方向が逆向きになるようにして接続して
形成したスイッチング回路と、及びこのスイッチング回
路の駆動制御を行うＣＰＵを含む制御回路とからなり、
ＣＰＵにて、各スイッチング用トランジスタの導通モー
ド及び非導通モードを制御すると共に、供給される交流
波形についてスタート用ゼロクロス点を設定し、このス
タート用ゼロクロス点以前においてゲート制御電圧を立
ち上げ、ゲート制御電圧の立上げ後のゼロクロス点から
通電が開始されると同時に、実効出力電圧を所定の時間
間隔で算出するようにし、この算出により得られた結果
が指示された電圧値になったところでゲート制御電圧を
立ち下げ、交流波形の半サイクルについての通電を停止
させ、そしてこの制御をスタート用ゼロクロス点以後の
半サイクルごとに繰り返すようにしてなっている。
発明による位相制御器は、主電源回路と、ゲート電圧の
制御により導通モード及び非導通モードの制御が可能な
スイッチング用トランジスタを逆直列で接続すると共
に、この各スイッチング用トランジスタに、非対称な導
通特性を有する二極半導体素子を、接続相手の導通方向
に対しその導通方向が逆向きになるようにして接続して
形成したスイッチング回路と、及びこのスイッチング回
路の駆動制御を行うＣＰＵを含む制御回路とからなり、
ＣＰＵにて、各スイッチング用トランジスタの導通モー
ド及び非導通モードを制御すると共に、供給される交流
波形についてスタート用ゼロクロス点を設定し、このス
タート用ゼロクロス点以前においてゲート制御電圧を立
ち上げ、ゲート制御電圧の立上げ後のゼロクロス点から
通電が開始されると同時に、実効出力電圧を所定の時間
間隔で算出するようにし、この算出により得られた結果
が指示された電圧値になったところでゲート制御電圧を
立ち下げ、交流波形の半サイクルについての通電を停止
させ、そしてこの制御をスタート用ゼロクロス点以後の
半サイクルごとに繰り返すようにしてなっている。
【０００７】この位相制御器は、仮に一方のスイッチン
グ用トランジスタをＡ、他方のスイッチング用トランジ
スタをＢ、Ａに接続の二極半導体素子をｂ、そしてＢに
接続の二極半導体素子をａとすると、例えばＡとＢを同
期させて制御する場合には、Ａを導通モードにするよう
にゲート信号が立ち上げられたときには、Ｂへのゲート
信号はロウレベルにあり、逆に、Ｂを導通モードにする
ようにゲート信号が立ち上げられたときには、Ａへのゲ
ート信号はロウレベルにある関係に制御される。したが
って、Ａとａにより交流波形の例えば正方向側のための
導通がなされ、逆にＢとｂにより交流波形の負方向側の
ための導通がなされることになる。
グ用トランジスタをＡ、他方のスイッチング用トランジ
スタをＢ、Ａに接続の二極半導体素子をｂ、そしてＢに
接続の二極半導体素子をａとすると、例えばＡとＢを同
期させて制御する場合には、Ａを導通モードにするよう
にゲート信号が立ち上げられたときには、Ｂへのゲート
信号はロウレベルにあり、逆に、Ｂを導通モードにする
ようにゲート信号が立ち上げられたときには、Ａへのゲ
ート信号はロウレベルにある関係に制御される。したが
って、Ａとａにより交流波形の例えば正方向側のための
導通がなされ、逆にＢとｂにより交流波形の負方向側の
ための導通がなされることになる。
【０００８】したがって、例えば、全体の通電の始めに
おいてスタート用ゼロクロス点以前でＡ用のゲート制御
信号が立ち上げられると、そのた後に正方向側が開始す
るゼロクロス点が現れると、このゼロクロス点から自動
的に交流波形そのままの緩やかな波形で通電開始の立上
りが行われ、この通電開始時点から所定の指示電圧値が
得られたところでゲート信号が立ち下げられ正方向側に
ついての通電が停止し、同時にＢ用のゲート制御信号が
立ち上がって、次の負方向側開始のゼロクロス点からの
負方向側通電の準備状態に入る。
おいてスタート用ゼロクロス点以前でＡ用のゲート制御
信号が立ち上げられると、そのた後に正方向側が開始す
るゼロクロス点が現れると、このゼロクロス点から自動
的に交流波形そのままの緩やかな波形で通電開始の立上
りが行われ、この通電開始時点から所定の指示電圧値が
得られたところでゲート信号が立ち下げられ正方向側に
ついての通電が停止し、同時にＢ用のゲート制御信号が
立ち上がって、次の負方向側開始のゼロクロス点からの
負方向側通電の準備状態に入る。
【０００９】このように各半サイクルについての通電の
開始がなされ、また通電の停止がなされると、通電開始
時の波形が交流波形のサインカーブそのままの滑らかな
ものになるので、ノイズが有効に軽減される。また、ゼ
ロクロス点に関してはスタート用ゼロクロス点を設定す
る必要があるだけで、一旦通電が始まるとそれ以後につ
いてはゼロクロス点に関係ない状態で各半サイクルにお
ける通電開始及び通電停止の制御がなれるので、ゼロク
ロス点の検出という不安定要因を排除でき、常に安定し
た低ノイズ制御を行える。
開始がなされ、また通電の停止がなされると、通電開始
時の波形が交流波形のサインカーブそのままの滑らかな
ものになるので、ノイズが有効に軽減される。また、ゼ
ロクロス点に関してはスタート用ゼロクロス点を設定す
る必要があるだけで、一旦通電が始まるとそれ以後につ
いてはゼロクロス点に関係ない状態で各半サイクルにお
ける通電開始及び通電停止の制御がなれるので、ゼロク
ロス点の検出という不安定要因を排除でき、常に安定し
た低ノイズ制御を行える。
【００１０】このような位相制御器については、種々の
制御を行うＣＰＵに実効出力電圧の算出も行わせるよう
にすれば全体の回路構成をより合理的なものとするとが
できる。
制御を行うＣＰＵに実効出力電圧の算出も行わせるよう
にすれば全体の回路構成をより合理的なものとするとが
できる。
【００１１】また、このような位相制御器については、
両スイッチング用トランジスタをエミッタ共通にして接
続するのが好ましい。すなわち、エミッタ共通で接続す
ると、各スイッチング用トランジスタのゲート制御回路
の電源を一本化でき回路の簡略化を図れる。
両スイッチング用トランジスタをエミッタ共通にして接
続するのが好ましい。すなわち、エミッタ共通で接続す
ると、各スイッチング用トランジスタのゲート制御回路
の電源を一本化でき回路の簡略化を図れる。
【００１２】また、このような位相制御器については、
制御回路の電源の０Ｖ側がエミッタに接続する構造が好
ましい。すなわち、このような電源構造とすることによ
り、制御回路を主電源回路と同電位にとすることがで
き、主電源回路に対する絶縁が不要になるので、両回路
のインターフェイス構造を通常の電気的接続だけの簡単
なもので済ませることができ、また制御回路による制御
やデータ取得のリアルタイム性を向上させることができ
る。
制御回路の電源の０Ｖ側がエミッタに接続する構造が好
ましい。すなわち、このような電源構造とすることによ
り、制御回路を主電源回路と同電位にとすることがで
き、主電源回路に対する絶縁が不要になるので、両回路
のインターフェイス構造を通常の電気的接続だけの簡単
なもので済ませることができ、また制御回路による制御
やデータ取得のリアルタイム性を向上させることができ
る。
【００１３】また、このような位相制御器については、
両スイッチング用トランジスタの間に電圧検出用の抵抗
を接続し、この抵抗の両端の電圧データをＣＰＵに取り
込み、ＣＰＵにて実効出力電圧の算出を行うようにする
ことができる。
両スイッチング用トランジスタの間に電圧検出用の抵抗
を接続し、この抵抗の両端の電圧データをＣＰＵに取り
込み、ＣＰＵにて実効出力電圧の算出を行うようにする
ことができる。
【００１４】さらに、このような位相制御器について
は、両スイッチング用トランジスタのゲート制御電圧を
同期させて制御するようにすれば、制御がより簡単にな
るので好ましい。
は、両スイッチング用トランジスタのゲート制御電圧を
同期させて制御するようにすれば、制御がより簡単にな
るので好ましい。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。この実
施例は、照明器具用の調光器に用いられる例に関するも
ので、位相制御器１は、図１に示すように、主電源回路
２、主電源回路２の途中に設けられたスイッチング回路
３、及び制御回路４よりなっている。
施例は、照明器具用の調光器に用いられる例に関するも
ので、位相制御器１は、図１に示すように、主電源回路
２、主電源回路２の途中に設けられたスイッチング回路
３、及び制御回路４よりなっている。
【００１６】スイッチング回路３は、スイッチング用ト
ランジスタ１０（１０Ａ、１０Ｂ）を一対備えており、
このスイッチング用トランジスタ１０Ａ、１０Ｂは、エ
ミッタ共通つまり互いにエミッタを介して接続されてお
り、しかも両者は逆直列つまり互いが逆向きになる直列
状態で接続されている。このスイッチング用トランジス
タ１０として好ましいものは、導通モードと非導通モー
ドとを少ない電力で制御でき且つ大容量の電流を流すこ
とのできるもので、例えば、ＭＯＳ電界効果形トランジ
スタ（ＭＯＳＦＥＴ）や絶縁ゲートバイポーラ形トラン
ジスタ（ＩＧＢＴ）が挙げられるが、特に、ＩＧＢＴが
適しており、この例ではこれを用いている。
ランジスタ１０（１０Ａ、１０Ｂ）を一対備えており、
このスイッチング用トランジスタ１０Ａ、１０Ｂは、エ
ミッタ共通つまり互いにエミッタを介して接続されてお
り、しかも両者は逆直列つまり互いが逆向きになる直列
状態で接続されている。このスイッチング用トランジス
タ１０として好ましいものは、導通モードと非導通モー
ドとを少ない電力で制御でき且つ大容量の電流を流すこ
とのできるもので、例えば、ＭＯＳ電界効果形トランジ
スタ（ＭＯＳＦＥＴ）や絶縁ゲートバイポーラ形トラン
ジスタ（ＩＧＢＴ）が挙げられるが、特に、ＩＧＢＴが
適しており、この例ではこれを用いている。
【００１７】また、このスイッチング回路３は、非対称
な導通特性を有する二極半導体素子、この例ではダイオ
ードを一対備えており、この両ダイオード１１Ａ、１１
Ｂは、それぞれ、接続相手の導通方向に対しその導通方
向が逆向きになるようにして各スイッチング用トランジ
スタ１０Ａ、１０Ｂに並列に接続されている。つまり、
スイッチング用トランジスタ１０が非導通モードにある
時、ダイオード１１が言わばバイパスとして働くことに
より、交流波形の正方向側と負方向側について選択的な
通電を行えるようになっている。
な導通特性を有する二極半導体素子、この例ではダイオ
ードを一対備えており、この両ダイオード１１Ａ、１１
Ｂは、それぞれ、接続相手の導通方向に対しその導通方
向が逆向きになるようにして各スイッチング用トランジ
スタ１０Ａ、１０Ｂに並列に接続されている。つまり、
スイッチング用トランジスタ１０が非導通モードにある
時、ダイオード１１が言わばバイパスとして働くことに
より、交流波形の正方向側と負方向側について選択的な
通電を行えるようになっている。
【００１８】制御回路４は、ＣＰＵ１２を含むマイクロ
コンピュータ１３、スイッチング用トランジスタ１０
Ａ、１０Ｂ用のゲート回路１４Ａ、１４Ｂ、マイクロコ
ンピュータ１３とゲート回路１４Ａ、１４Ｂとの間に介
在するＤ／Ａ変換器１５、主電源回路２より種々のデー
タを取り込むために設けられている各種の端末とマイク
ロコンピュータ１３との間に介在するＡ／Ｄ変換器１６
を含んでいる。
コンピュータ１３、スイッチング用トランジスタ１０
Ａ、１０Ｂ用のゲート回路１４Ａ、１４Ｂ、マイクロコ
ンピュータ１３とゲート回路１４Ａ、１４Ｂとの間に介
在するＤ／Ａ変換器１５、主電源回路２より種々のデー
タを取り込むために設けられている各種の端末とマイク
ロコンピュータ１３との間に介在するＡ／Ｄ変換器１６
を含んでいる。
【００１９】この制御回路４用の電源回路は、その０Ｖ
側がスイッチング用トランジスタ１０のエミッタに接続
する回路に構成されている。このような構成とすること
により、制御回路４を主電源回路２に対し同電位とする
ことができ、後述のように主電源回路２から種々のデー
タを取り込む場合に、その回路について主電源回路２に
対する絶縁が不要になるので、両回路のインターフェイ
ス構造を通常の電気的接続だけの簡単なもので済ませる
ことができるし、また制御回路による制御やデータ取込
みのリアルタイム性を向上させることができる。
側がスイッチング用トランジスタ１０のエミッタに接続
する回路に構成されている。このような構成とすること
により、制御回路４を主電源回路２に対し同電位とする
ことができ、後述のように主電源回路２から種々のデー
タを取り込む場合に、その回路について主電源回路２に
対する絶縁が不要になるので、両回路のインターフェイ
ス構造を通常の電気的接続だけの簡単なもので済ませる
ことができるし、また制御回路による制御やデータ取込
みのリアルタイム性を向上させることができる。
【００２０】ＣＰＵ１２は、各種の制御や処理を行うが
それは以下の通りである。各スイッチング用トランジス
タ１０Ａ、１０Ｂを一方が導通モードにあれば他方が必
ず非導通モードにあるように制御すると共に、この導通
モード及び非導通モードを反転させる制御を行う。つま
り、両スイッチング用トランジスタ１０Ａ、１０Ｂを逆
向きに同期させて制御している。
それは以下の通りである。各スイッチング用トランジス
タ１０Ａ、１０Ｂを一方が導通モードにあれば他方が必
ず非導通モードにあるように制御すると共に、この導通
モード及び非導通モードを反転させる制御を行う。つま
り、両スイッチング用トランジスタ１０Ａ、１０Ｂを逆
向きに同期させて制御している。
【００２１】もっとも、この同期制御は、制御がより簡
単になるという利点があるものの、後述のような通電制
御を行うについては必ずしも不可欠なものでない。すな
わち、後述のような通電制御のためには、交流波形の正
方向側の通電に働くスイッチング用トランジスタ１０Ａ
については少なくとも正方向側のエリアにおいて導通モ
ードとなることがなく、また逆であるスイッチング用ト
ランジスタ１０Ｂについては少なくとも負方向側のエリ
アにおいて導通モードとなることがないように制御され
れば足るものである。
単になるという利点があるものの、後述のような通電制
御を行うについては必ずしも不可欠なものでない。すな
わち、後述のような通電制御のためには、交流波形の正
方向側の通電に働くスイッチング用トランジスタ１０Ａ
については少なくとも正方向側のエリアにおいて導通モ
ードとなることがなく、また逆であるスイッチング用ト
ランジスタ１０Ｂについては少なくとも負方向側のエリ
アにおいて導通モードとなることがないように制御され
れば足るものである。
【００２２】また、主電源回路２に供給される交流波形
についてスタート用ゼロクロス点、つまり全体としての
通電の始まりにおけるゼロクロス点を設定する。これ
は、例えば、主電源回路２に一時的に主電源電流を流し
つつその周期を捉え、この周期に同期回路を同期させ、
そして、この同期回路に基づいて適宜のゼロクロス点を
選択し、これをスタート用ゼロクロス点とすことにより
行える。
についてスタート用ゼロクロス点、つまり全体としての
通電の始まりにおけるゼロクロス点を設定する。これ
は、例えば、主電源回路２に一時的に主電源電流を流し
つつその周期を捉え、この周期に同期回路を同期させ、
そして、この同期回路に基づいて適宜のゼロクロス点を
選択し、これをスタート用ゼロクロス点とすことにより
行える。
【００２３】さらに、後述の各種の端末からのデータに
基づいて、実効出力電圧の算出や、得られたデータの処
理、あるいはその結果を外部のホストコンピュータ（こ
れは数十〜数百台の調光器を一括して制御するようにな
っている）に送る等の処理、それに通電停止時の立下げ
制御を行う。これらについての詳細はさらに後述する。
基づいて、実効出力電圧の算出や、得られたデータの処
理、あるいはその結果を外部のホストコンピュータ（こ
れは数十〜数百台の調光器を一括して制御するようにな
っている）に送る等の処理、それに通電停止時の立下げ
制御を行う。これらについての詳細はさらに後述する。
【００２４】スイッチング回路３中には、両スイッチン
グ用トランジスタ１０Ａ、１０Ｂの間に直列に抵抗１７
が接続されており、この抵抗１７の両端の電圧データが
ＣＰＵ１２に取り込まれるようになっている。そして、
ＣＰＵ１２は、この電圧データに基づいて主電源回路２
に流れる電流についてその実効出力電圧を例えば２０μ
ｓｅｃごとに算出し、この算出により得られた実効出力
電圧結果がホストコンピュータよりの指示電圧値つまり
望みの明るさをランプに与えるために指示される電圧値
になったところでゲート制御信号を立ち下げて通電を停
止させる制御を行う。
グ用トランジスタ１０Ａ、１０Ｂの間に直列に抵抗１７
が接続されており、この抵抗１７の両端の電圧データが
ＣＰＵ１２に取り込まれるようになっている。そして、
ＣＰＵ１２は、この電圧データに基づいて主電源回路２
に流れる電流についてその実効出力電圧を例えば２０μ
ｓｅｃごとに算出し、この算出により得られた実効出力
電圧結果がホストコンピュータよりの指示電圧値つまり
望みの明るさをランプに与えるために指示される電圧値
になったところでゲート制御信号を立ち下げて通電を停
止させる制御を行う。
【００２５】このように、実効出力電圧の算出に基づい
て通電停止を行うことは、交流電源の電圧変動があって
も常に安定した状態で指示電圧を出力できるという大き
な利点があるだけでなく、通電停止タイミングをゼロク
ロス点に全く関係なく決められるという点にも大きく寄
与している。
て通電停止を行うことは、交流電源の電圧変動があって
も常に安定した状態で指示電圧を出力できるという大き
な利点があるだけでなく、通電停止タイミングをゼロク
ロス点に全く関係なく決められるという点にも大きく寄
与している。
【００２６】尚、ここで、ＣＰＵを用いて実効出力電圧
を算出する構成は回路の簡略化という点で好ましいもの
であるが、必ずしもこれに限られず、実効出力検出用の
ＩＣ等を設けるようにすることも可能である。
を算出する構成は回路の簡略化という点で好ましいもの
であるが、必ずしもこれに限られず、実効出力検出用の
ＩＣ等を設けるようにすることも可能である。
【００２７】スイッチング回路３の手前に設けられてい
るのは電流検出手段１８で、この電流検出手段１８で得
られるデータつまり実際の調光状態についてのデータは
ＣＰＵ１２を介してホストコンピュータに送られるよう
になっている。また、スイッチング回路３、特にスイッ
チング用トランジスタ１０Ａ、１０Ｂの温度状態を検出
する温度センサ１９からのデータもＣＰＵ１２を介して
ホストコンピュータに送られるようになっている。これ
らのデータは、ホストコンピュータを介して調光器を操
作しているオペレータが利用したり、あるいはこれらの
データに基づいて自動処理することにより、より実際の
状態に即した制御の実現の上で大いに役立つものであ
る。
るのは電流検出手段１８で、この電流検出手段１８で得
られるデータつまり実際の調光状態についてのデータは
ＣＰＵ１２を介してホストコンピュータに送られるよう
になっている。また、スイッチング回路３、特にスイッ
チング用トランジスタ１０Ａ、１０Ｂの温度状態を検出
する温度センサ１９からのデータもＣＰＵ１２を介して
ホストコンピュータに送られるようになっている。これ
らのデータは、ホストコンピュータを介して調光器を操
作しているオペレータが利用したり、あるいはこれらの
データに基づいて自動処理することにより、より実際の
状態に即した制御の実現の上で大いに役立つものであ
る。
【００２８】このように構成された位相制御器１の駆動
状態は以下の通りである。例えば、図２に示すように、
全体的な通電の始めにスタート用ゼロクロス点０1 の手
前でスイッチング用トランジスタ１０Ａを導通モードに
するようにゲート信号を立ち上げ、この立上げ状態を一
定の時間維持する。この時、スイッチング用トランジス
タ１０Ｂのゲート信号は“ロウ”状態に維持されてい
る。この状態で、交流波形に、正方向側が開始するゼロ
クロス点（この場合にはスタート用ゼロクロス点０1 が
これに当たる）が現れると、ここから自動的に正方向側
について通電が開始される。それから、前述のようにし
て実効出力電圧を算出しながら立下げのタイミングを決
めてスイッチング用トランジスタ１０Ａのゲート信号を
立ち下げ、正方向側についての通電を停止させる。この
時、スイッチング用トランジスタ１０Ｂ用のゲート制御
信号が同時に立ち上がり、次の負方向側開始のゼロクロ
ス点０2 からの負方向側通電の準備状態に入る。
状態は以下の通りである。例えば、図２に示すように、
全体的な通電の始めにスタート用ゼロクロス点０1 の手
前でスイッチング用トランジスタ１０Ａを導通モードに
するようにゲート信号を立ち上げ、この立上げ状態を一
定の時間維持する。この時、スイッチング用トランジス
タ１０Ｂのゲート信号は“ロウ”状態に維持されてい
る。この状態で、交流波形に、正方向側が開始するゼロ
クロス点（この場合にはスタート用ゼロクロス点０1 が
これに当たる）が現れると、ここから自動的に正方向側
について通電が開始される。それから、前述のようにし
て実効出力電圧を算出しながら立下げのタイミングを決
めてスイッチング用トランジスタ１０Ａのゲート信号を
立ち下げ、正方向側についての通電を停止させる。この
時、スイッチング用トランジスタ１０Ｂ用のゲート制御
信号が同時に立ち上がり、次の負方向側開始のゼロクロ
ス点０2 からの負方向側通電の準備状態に入る。
【００２９】この通電停止に際しては、通電停止に伴う
ノイズ（これは通電開始時のノイズに比べれば一般に小
さい）を低減させるために、電流の立下げ波形の制御が
なされる。具体的には、前述の実効出力電圧の算出によ
り通電停止時の実際の電圧波形を知り、また、立下がり
波形の状態を常にＣＰＵ１２にフィードバックすること
によりゼロラインへの立下がり波形の接近状態を知り、
これら両情報を利用することにより、立下げ波形のスタ
ートとフィニッシュを、通電停止時の実際の電圧波形及
び実際の立下げ状態に即して、よりノイズ少ない状態と
なるように制御するものである。この例を示すと図３及
び図４のようになるもので、図３は９０°を越えた位相
で立下げが行われる場合の例で、図４は９０°より手前
の位相で立下げが行われる場合の例である。以後、ラン
プの点灯中を通じて以上のような制御が各半サイクルご
とに継続して繰り返される。
ノイズ（これは通電開始時のノイズに比べれば一般に小
さい）を低減させるために、電流の立下げ波形の制御が
なされる。具体的には、前述の実効出力電圧の算出によ
り通電停止時の実際の電圧波形を知り、また、立下がり
波形の状態を常にＣＰＵ１２にフィードバックすること
によりゼロラインへの立下がり波形の接近状態を知り、
これら両情報を利用することにより、立下げ波形のスタ
ートとフィニッシュを、通電停止時の実際の電圧波形及
び実際の立下げ状態に即して、よりノイズ少ない状態と
なるように制御するものである。この例を示すと図３及
び図４のようになるもので、図３は９０°を越えた位相
で立下げが行われる場合の例で、図４は９０°より手前
の位相で立下げが行われる場合の例である。以後、ラン
プの点灯中を通じて以上のような制御が各半サイクルご
とに継続して繰り返される。
【００３０】
【発明の効果】この発明による位相制御器は、以上説明
してきた如く、ゲート電圧の制御により導通モード及び
非導通モードの制御が可能なスイッチング用トランジス
タを用い、これをＣＰＵにて制御することにより、逆位
相制御を実現するようにしているものであり、したがっ
て、通電開始時の波形が交流波形のサインカーブそのま
まの滑らかなものになるので、ノイズを有効に軽減で
き、例えば、スタジオで用いられる照明の調光器にこれ
を用いるとにより、従来ではラック室に集中して設置せ
ざるを得なかった調光器を各ランプに近接させてスタジ
オ内に分散配置できる等、スタジオ照明の改善に大きく
寄与できる。
してきた如く、ゲート電圧の制御により導通モード及び
非導通モードの制御が可能なスイッチング用トランジス
タを用い、これをＣＰＵにて制御することにより、逆位
相制御を実現するようにしているものであり、したがっ
て、通電開始時の波形が交流波形のサインカーブそのま
まの滑らかなものになるので、ノイズを有効に軽減で
き、例えば、スタジオで用いられる照明の調光器にこれ
を用いるとにより、従来ではラック室に集中して設置せ
ざるを得なかった調光器を各ランプに近接させてスタジ
オ内に分散配置できる等、スタジオ照明の改善に大きく
寄与できる。
【００３１】
【図１】位相制御器の回路図である。
【図２】ゲート電圧と負荷電圧のタイミング図である。
【図３】立下げ波形の制御状態を示すゲート電圧と負荷
電圧のタイミング図である。
電圧のタイミング図である。
【図４】立下げ波形の制御状態を示すゲート電圧と負荷
電圧のタイミング図である。
電圧のタイミング図である。
１ 位相制御器 ２ 主電源回路 ３ スイッチング回路 ４ 制御回路 １０Ａ スイッチング用トランジスタ １０Ｂ スイッチング用トランジスタ １１Ａ ダイオード（二極半導体素子） １１Ｂ ダイオード（二極半導体素子） １２ ＣＰＵ
───────────────────────────────────────────────────── 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 (56)参考文献 特開 昭60−144811（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−16311（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05F 1/455 H02M 1/08
Claims (6)
- 【請求項１】 主電源回路と、ゲート電圧の制御により
導通モード及び非導通モードの制御が可能なスイッチン
グ用トランジスタを逆直列で接続すると共に、この各ス
イッチング用トランジスタに、非対称な導通特性を有す
る二極半導体素子を、接続相手の導通方向に対しその導
通方向が逆向きになるように並列接続して形成したスイ
ッチング回路と、及び上記スイッチング回路の駆動制御
を行うＣＰＵを含む制御回路とからなり、上記 ＣＰＵにて、各スイッチング用トランジスタの導通
モード及び非導通モードを制御すると共に、 供給される交流波形のゼロクロス点以前においてゲート
制御電圧を立ち上げ、ゲート制御電圧の立上げ後のゼロ
クロス点通過後に自動的に通電が開始されると同時に、
実行出力電圧を所定の時間間隔で算出するようにし、こ
の算出により得られた結果が指示された電圧値になった
ところでゲート制御電圧を立ち下げ、交流波形の半サイ
クルについての通電を停止させ、そしてこの制御を以後
の半サイクルごとに繰り返すようにしてなる低ノイズ形
の位相制御器。 - 【請求項２】 上記ゼロクロス点以前におけるゲート制
御電圧の立ち上げをＣＰＵにて行うようにした請求項１
記載の位相制御器。 - 【請求項３】 両スイッチング用トランジスタがエミッ
タ共通で接続されている請求項１記載の位相制御器。 - 【請求項４】 制御回路の電源の０Ｖ側をエミッタに接
続することにより、制御回路の電位を主電源回路と同電
位にした請求項３記載の位相制御器。 - 【請求項５】 両スイッチング用トランジスタの間に電
圧検出用の抵抗を接続し、この抵抗の両端の電圧データ
をＣＰＵに取り込み、ＣＰＵにて実効出力電圧の算出を
行うようにした請求項１〜４何れか記載の位相制御器。 - 【請求項６】 両スイッチング用トランジスタのゲート
制御電圧を同期させて制御するようにした請求項１〜５
何れか記載の位相制御器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03146191A JP3135608B2 (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | 低ノイズ形の位相制御器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03146191A JP3135608B2 (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | 低ノイズ形の位相制御器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06222846A JPH06222846A (ja) | 1994-08-12 |
| JP3135608B2 true JP3135608B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=15402195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03146191A Expired - Fee Related JP3135608B2 (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | 低ノイズ形の位相制御器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3135608B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4979301B2 (ja) * | 2006-08-07 | 2012-07-18 | 神保電器株式会社 | 位相制御装置及び位相制御方法 |
| JP5918596B2 (ja) * | 2012-04-03 | 2016-05-18 | 株式会社吉川アールエフセミコン | 電力調整回路 |
| AT14097U1 (de) * | 2012-11-06 | 2015-04-15 | Tridonic Gmbh & Co Kg | Steuervorrichtung und Verfahren zur Datenübertragung über eine Lastleitung |
-
1991
- 1991-06-18 JP JP03146191A patent/JP3135608B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06222846A (ja) | 1994-08-12 |
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