JP3341196B2 - Three-phase power regulator - Google Patents

Three-phase power regulator

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JP3341196B2
JP3341196B2 JP05375595A JP5375595A JP3341196B2 JP 3341196 B2 JP3341196 B2 JP 3341196B2 JP 05375595 A JP05375595 A JP 05375595A JP 5375595 A JP5375595 A JP 5375595A JP 3341196 B2 JP3341196 B2 JP 3341196B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、3相電力調整器に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-phase power regulator.

【0002】[0002]

【発明の背景】よく知られているように、電力調整器
は、電源ライン上にスイッチング素子を挿入し、スイッ
チング素子のオン時間を変化させることにより、負荷に
対する供給電力量を調整するもので、そのスイッチング
素子の点弧制御は、電源信号に基づいて三角波(のこぎ
り波)を発生させ、その三角波と指令信号(DC)との
比較を行い、指令信号に応じたデューティ比のパルスを
用いて行うようにしている。すなわち、例えばパルスの
立上がりに基づいてスイッチング素子を点弧するように
すると、その点弧タイミングは(交流信号のゼロクロス
からの経過時間)、すなわち指令値に応じて変化する。
よって、スイッチング素子がオンしている期間が変動
し、単位時間あたりの電力供給量が変化する。
BACKGROUND OF THE INVENTION As is well known, a power regulator adjusts the amount of power supplied to a load by inserting a switching element on a power supply line and changing the on-time of the switching element. The ignition control of the switching element is performed by generating a triangular wave (sawtooth wave) based on a power supply signal, comparing the triangular wave with a command signal (DC), and using a pulse having a duty ratio according to the command signal. Like that. That is, for example, when the switching element is fired based on the rising edge of the pulse, the firing timing changes according to (the elapsed time from the zero cross of the AC signal), that is, the command value.
Therefore, the period during which the switching element is on varies, and the amount of power supply per unit time varies.

【0003】本発明が対象とする3相電力調整器の場合
は、UVWの各相の電源ラインに上記したスイッチング
素子を挿入するとともに、指令値に基づいて各スイッチ
ング素子を適宜のタイミングで点弧するようにしてい
る。そして、電力の安定供給のためには、これら3つの
スイッチング素子は、点弧タイミングが120度ずつず
れており、しかもオン時間は等しくなっているのが理想
である。
In the case of a three-phase power regulator to which the present invention is applied, the above-described switching elements are inserted into the power supply lines of each phase of UVW, and each switching element is fired at an appropriate timing based on a command value. I am trying to do it. In order to supply power stably, it is ideal that the ignition timings of these three switching elements are shifted by 120 degrees, and that the ON times are equal.

【0004】そして、上記スイッチング素子としては、
一般に単相電力調整器の場合にはトライアックが用いら
れ、また、3相電力調整器の場合には、サイリスタとダ
イオードを互いに順方向を逆にして並列接続した混合ア
ームブリッジを用いている。
[0004] As the switching element,
Generally, a triac is used for a single-phase power regulator, and a mixed-arm bridge is used for a three-phase power regulator, in which a thyristor and a diode are connected in parallel with their forward directions reversed.

【0005】部品の共通化を図るために、トライアック
を用いた単相電力調整器を用いて3相電力の調整を行お
うとすると、係る単相電力調整器を3個設けるととも
に、一度U,V,W相から中性点に対する信号を例えば
Y−Y結線したトランスから取り出し、その取り出した
信号(電源信号)を各単相の電力調整器に与え、上記し
た三角波の生成以降の制御処理を行うようにすることが
考えられる。
When three-phase power adjustment is attempted using a single-phase power regulator using a triac in order to use common components, three such single-phase power regulators are provided, and U, V , W phase to a neutral point, for example, from a Y-Y connected transformer, apply the extracted signal (power signal) to each single-phase power regulator, and perform the above-described control processing after the generation of the triangular wave. It is conceivable to do so.

【0006】しかしながら、トライアックを用いると制
御が簡単になるものの、電流を流すためには少なくとも
同時に2つトライアックがオンになっている必要があ
る。一方、点弧パルスは電源信号がゼロクロスすると0
になる。従って、各電源信号は位相が120度ずつずれ
ているので、点弧角指令値が120度を越えると、同時
に2つのトライアックをオンさせることができず、その
結果、位相角の制御範囲が0〜120度となってしま
う。しかも、120度を越えた時に出力が急激に0にな
るため特性が悪く、低電圧での制御ができなくなる。
However, although the use of a triac simplifies the control, at least two triacs must be turned on at the same time in order to flow a current. On the other hand, the firing pulse is 0 when the power signal crosses zero.
become. Accordingly, since the phases of the respective power signals are shifted by 120 degrees, when the firing angle command value exceeds 120 degrees, two triacs cannot be turned on at the same time, and as a result, the control range of the phase angle becomes 0. ~ 120 degrees. In addition, when the output exceeds 120 degrees, the output suddenly becomes zero, so that the characteristics are poor and control at a low voltage cannot be performed.

【0007】その結果、単相電力調整器をそのまま3相
電力調整器に使用することは困難であり、従来のように
異なるスイッチング素子を使用して構成しなければなら
ず、保管・管理が煩雑等の問題を有する。また使用者側
にとっても、例えば単相電力調整器を使用していた場合
に、その後の環境の変化などにより単相電力調整器を廃
止するとともに3相電力調整器に切り替える必要が生じ
た場合には、従前の単相電力調整器は無駄になる。そこ
で、トライアックを使用しつつ制御可能範囲を120度
以上にするとともに低電圧での制御を容易に行えること
のできる調整機の開発が臨まれている。
As a result, it is difficult to use the single-phase power regulator as it is for the three-phase power regulator, and it is necessary to use a different switching element as in the prior art, and the storage and management are complicated. Etc. Also, for the user side, for example, when a single-phase power regulator is used, if the subsequent change in environment causes the single-phase power regulator to be abolished and the need to switch to a three-phase power regulator arises, Therefore, the conventional single-phase power regulator is wasted. Therefore, development of an adjuster capable of increasing the controllable range to 120 degrees or more while using a triac and easily performing control at a low voltage is under way.

【0008】一方、上記した従来の3相電力調整器は、
大別するとアナログ方式とデジタル方式がある。前者の
アナログ方式は、電源ラインに対してY−Y結線した3
つのトランスを挿入し、そのトランスを経由して、中性
点に対する電圧U,V,Wを得る。各電源信号(UV
W)に対してそれぞれ三角波発生回路及び比較器を直列
接続し、各比較器には同一の指令値が与えられる。そし
て、三角波発生回路の出力(三角波)が、比較器に与え
られ、その値が指令値を越えたときに、スイッチング素
子を点弧(オン)にする。
On the other hand, the conventional three-phase power regulator described above
Broadly speaking, there are analog and digital systems. In the former analog method, a Y-Y connection is made to the power supply line.
Two transformers are inserted, via which the voltages U, V, W for the neutral point are obtained. Each power signal (UV
W), a triangular wave generation circuit and a comparator are connected in series, and the same command value is given to each comparator. Then, the output (triangular wave) of the triangular wave generation circuit is given to the comparator, and when the value exceeds the command value, the switching element is turned on (ON).

【0009】三角波発生回路は、係る3つの電圧信号
(正弦波)をコンパレータを経由して矩形波を作り、そ
の信号を充放電回路に通すことにより三角波を発生させ
る。従って三角波は、各相の電源信号のゼロクロス点か
ら正確に上昇するため、各相の三角波の傾きが等しい
と、点弧タイミングも各電源信号の位相遅れに応じて正
確に120度ずつずれて行われる。
The triangular wave generating circuit generates a triangular wave by forming a rectangular wave from the three voltage signals (sine waves) via a comparator and passing the signal through a charge / discharge circuit. Therefore, since the triangular wave rises accurately from the zero-cross point of the power signal of each phase, if the inclination of the triangular wave of each phase is equal, the firing timing is shifted by exactly 120 degrees according to the phase delay of each power signal. Will be

【0010】また、後者のデジタル方式は、特開昭59
−106879号公報,同61−15565号公報等に
示されるように、1個のCPUにより3相分の点弧信号
を作り出すもので、アナログ方式における三角波発生回
路に替えてゼロクロスを検出後、所定数カウントするこ
とにより位相角を算出する手段を設ける。そして、係る
指令値に対応する位相角になったなら対応する各スイッ
チング素子を点弧する。そして、上記ゼロクロス点を検
出するために、電源ラインに対してトランスを設置し、
そのトランスの各相の出力電圧をA/D変換し、変換さ
れたデジタル値に基づいて各処理を行う。
The latter digital method is disclosed in
As disclosed in JP-A-106879 and JP-A-61-15565, a single CPU generates three-phase firing signals. After detecting a zero cross in place of a triangular wave generating circuit in an analog system, a predetermined signal is generated. Means for calculating the phase angle by counting the number is provided. Then, when the phase angle corresponding to the command value is reached, each corresponding switching element is fired. And, to detect the zero cross point, a transformer is installed on the power line,
The output voltage of each phase of the transformer is A / D converted, and each process is performed based on the converted digital value.

【0011】アナログ方式の場合は、3相分のトランス
を必要とするとともに、各相に対して三角波発生回路及
び比較器が必要となり、部品点数増加にともなう大型
化、コスト高を招く。さらに、三角波を形成する際の充
放電回路を構成する各素子の特性にばらつきを生じ、各
相での三角波の傾きが異なり、ゼロクロスから点弧する
までの時間(点弧タイミング)が各相でずれてしまい、
120度間隔で点弧できなくなり、安定駆動が困難とな
る。
In the case of the analog system, a transformer for three phases is required, and a triangular wave generating circuit and a comparator are required for each phase, which results in an increase in the number of parts and an increase in size and cost. Furthermore, the characteristics of each element constituting the charge / discharge circuit when forming a triangular wave vary, and the slope of the triangular wave in each phase differs, and the time from zero crossing to firing (firing timing) varies in each phase. It has shifted,
It becomes impossible to fire at intervals of 120 degrees, and stable driving becomes difficult.

【0012】一方、デジタル方式の場合には、データ読
み込みに100μsec以上の時間がかかる(8bi
t,20MHz)ので、例えば50Hzの電源周波数を用い
る場合には、半周期で100分割しかできない。その結
果、分解能の向上も限度があり、ゼロクロスの検出並び
に各相の点弧タイミングの制御も上記範囲内での精度し
か得られない。このように、アナログ式とデジタル式で
は共に一長一短があった。
On the other hand, in the case of the digital method, it takes more than 100 μsec to read data (8 bi
(t, 20 MHz), for example, when a power supply frequency of 50 Hz is used, only 100 divisions can be performed in a half cycle. As a result, there is a limit to the improvement of the resolution, and the detection of the zero cross and the control of the ignition timing of each phase can only obtain the accuracy within the above range. As described above, both the analog type and the digital type have advantages and disadvantages.

【0013】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、スイッチング素子としてトライアックを用いつつ点
弧角指令が120度以上での制御を可能にし、低電圧で
の安定した制御を行える3相電力調整器を提供すること
にある。さらに上記した目的を達成しつつ、高分解能
で、正確にゼロクロスを検出でき、各相の点弧タイミン
グが120度ずつずれ、安定した駆動が行なえ、小型で
発熱量も少なく、かつ、指令値と出力が比例するように
し、コスト安の3相電力調整器を提供することも別の目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above background, and has as its object to solve the above-described problem and to control the ignition angle command at 120 ° or more while using a triac as a switching element. And to provide a three-phase power regulator capable of performing stable control at low voltage. Furthermore, while achieving the above-mentioned object, high-resolution, accurate zero-crossing can be detected, the ignition timing of each phase is shifted by 120 degrees, stable driving can be performed, the size is small, the calorific value is small, and the command value and It is another object to provide a three-phase power regulator that has a proportional output and is inexpensive.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る3相電力調整器では、3相電源か
ら負荷への電源ライン上に実装されたトライアックの点
弧角を制御する3相電力調整器において、前記電源ライ
ンを流れる電源信号に基づいて検出されるゼロクロスか
ら上昇する基準波と、与えられた点弧角指令値から、
の点弧角指令値に応じたパルス幅からなる基準パルスを
生成する手段と、前記点弧角指令値が少なくとも120
度以上の時に、前記生成された基準パルスの立ち下がり
を遅延させるパルス補正手段と、前記パルス補正手段の
出力に基づいて前記トライアックを点弧させる手段とか
ら構成した。そして、前記パルス補正手段により遅延さ
せる期間は、前記電源信号のゼロクロス後も前記トライ
アックをオン状態にして、複数のトライアックを同時に
オン状態にするために十分な期間とした。
In order to achieve the above object, a three-phase power regulator according to the present invention controls the firing angle of a triac mounted on a power supply line from a three-phase power supply to a load. The three-phase power regulator performs zero-cross detection based on a power signal flowing through the power line .
A reference wave that rises et, from the firing angle command value given point, means for generating a reference pulse including a pulse width corresponding to the firing angle command value, the firing angle command value of at least 120
A pulse correction means for delaying a fall of the generated reference pulse when the temperature exceeds the degree, and a means for firing the triac based on an output of the pulse correction means . And the pulse correction means
During the zero-crossing of the power signal.
Turn on the ACK and play multiple triacs at the same time
The period was set to be sufficient for turning on.

【0015】また、3相の電源ラインのうちの任意の2
相の相間電圧に基づいて各相の点弧信号の基準となる基
準パルス信号を生成するアナログ式の単相コントローラ
と、その単相コントローラの出力に対して、デジタル処
理によりり120度ずつ位相角を遅らせて各相に対する
点弧信号を生成する点弧信号生成手段と、その点弧信号
生成手段から受ける点弧信号に基づいて前記各電源ライ
ン上に実装されたトライアックを点弧する駆動手段とを
備え、かつ、前記単相コントローラが、前記点弧角指令
値が少なくとも120度以上の時に、前記生成された基
準パルスの立ち下がりを遅延させるパルス補正手段をさ
らに備え、前記パルス補正手段により遅延させる期間
は、前記電源信号のゼロクロス後も前記トライアックを
オン状態にして、複数のトライアックを同時にオン状態
にするために十分な期間であるようにしてもよい。
Further, any two of the three-phase power supply lines
An analog single-phase controller that generates a reference pulse signal serving as a reference for the ignition signal of each phase based on the inter-phase voltage of each phase, and a phase angle of 120 degrees by digital processing with respect to the output of the single-phase controller. Firing signal generating means for generating a firing signal for each phase by delaying, and a driving means for firing a triac mounted on each of the power supply lines based on the firing signal received from the firing signal generating means. And wherein the single-phase controller further comprises pulse correction means for delaying the fall of the generated reference pulse when the firing angle command value is at least 120 degrees or more , wherein the pulse correction means delays Period
The triac is maintained even after the zero crossing of the power signal.
Turn on, and turn on multiple triacs simultaneously
It may be in a period of time sufficient der so that in order to.

【0016】そして好ましくは、前記点弧信号生成手段
が、前記基準信号のL/Hの状態を記憶するとともに所
定のタイミングで記憶情報をシフトするシフトレジスタ
を備え、そのシフトレジスタの所望の出力端子からの出
力に基づいて点弧信号を生成するようにし、かつ、前記
パルス補正手段にて遅延処理をするか否かの制御信号と
して、前記シフトレジスタの出力を用いるようにすると
よい。
Preferably, the ignition signal generating means includes a shift register for storing the L / H state of the reference signal and shifting stored information at a predetermined timing, and a desired output terminal of the shift register. It is preferable to generate an ignition signal based on the output from the control circuit, and to use the output of the shift register as a control signal as to whether or not to perform the delay processing by the pulse correction means.

【0017】さらに前記パルス補正手段が、CR充放電
回路を備え、ゼロクロスから所定の位相角が経過した時
に与えられる制御信号に基づいて、前記CR充放電回路
の時定数を切り換え、前記基準パルスの立ち下がりを遅
延させるようにするとなおよい。
Further, the pulse correction means includes a CR charge / discharge circuit, and switches a time constant of the CR charge / discharge circuit based on a control signal given when a predetermined phase angle has elapsed from the zero crossing, and It is even better to delay the fall.

【0018】なお、パルス補正手段により基準パルスの
立ち下がりを遅らせる遅延処理をするか否かの点弧角
は、好ましくは90度よりも大きくまた、120度より
も小さい所定の角度範囲のときに行われる。すなわち、
90度未満で動作するようになると、点弧角指令値が小
さい場合に、次のパルスの立上がりと重複し3つのトラ
イアックが同時にオンになるおそれがあり、動作が不安
定となるからである。また120度よりも大きいと、補
正処理をしない場合にはすでに120度で同時に2つの
トライアックがオンになることがなくなるため、遅延処
理をしても無駄となるからである。そして、遅延(補
正)処理が安定し、しかも確実に行われるためには、で
きるだけ早い角度から開始するのが良い。
The firing angle for determining whether or not to perform the delay processing for delaying the fall of the reference pulse by the pulse correction means is preferably larger than 90 degrees and smaller than 120 degrees. Done . Ie,
This is because, if the operation is performed at less than 90 degrees, when the firing angle command value is small, the rising of the next pulse may overlap and the three triacs may be turned on at the same time, and the operation becomes unstable. If the angle is larger than 120 degrees, two triacs will not be turned on at 120 degrees at the same time if the correction processing is not performed, so that it is useless even if the delay processing is performed. To ensure that the delay (correction) process is performed stably and reliably, it is better to start from an angle as early as possible.

【0019】[0019]

【作用】点弧角指令値が所定角度以下の場合には、パル
ス補正手段は動作しない(遅延・延長処理をしない)の
で、基準パルスのオンに基づいて所定のトライアックが
オンされ、立ち下がり(ゼロクロスにより電圧の瞬時値
がゼロ)の時に自動的に消弧される。よって、点弧時間
を制御するだけという簡単な制御系でもって3相電力調
整器が稼働する。そして、複数のトライアックが同時に
オンしている必要があるので、その儘では0〜120度
の点弧角指令値に対して制御される。
When the firing angle command value is equal to or smaller than the predetermined angle, the pulse correction means does not operate (no delay / extension processing is performed). Therefore, a predetermined triac is turned on based on the reference pulse, and the falling ( The arc is automatically extinguished when the instantaneous value of the voltage is zero due to zero crossing. Therefore, the three-phase power regulator operates with a simple control system that only controls the firing time. Then, since a plurality of triacs need to be turned on at the same time, control is performed for a firing angle command value of 0 to 120 degrees as it is.

【0020】さらに、点弧角指令値が所定角度(120
度)以上になると、パルス補正手段が動作し、基準パル
スの立ち下がりが延長される。よって、ゼロクロスして
もトライアックはオン状態が維持され、負荷への電力供
給が可能となる。従って、点弧角指令が120度以上で
の電力制御も可能となる。
Further, the firing angle command value is set to a predetermined angle (120
When the temperature becomes equal to or more than the above , the pulse correction means operates and the fall of the reference pulse is extended. Therefore, the triac is maintained in the on state even if the zero cross occurs, and power can be supplied to the load. Therefore, power control can be performed when the firing angle command is 120 degrees or more.

【0021】また、請求項2の発明では、単相コントロ
ーラで、任意の相間電圧に基づいて点弧信号の元となる
基準パルス信号を生成する。この時、アナログにより処
理されるので、その相間電圧のゼロクロスは正確に検出
される。そのゼロクロス後、相間電圧信号に基づいて上
昇する基準波と指令値とを比較し、基準波が指令値を越
えた時にオン信号を出力する。これが、基準パルスとな
る。
According to the second aspect of the present invention, the single-phase controller generates a reference pulse signal serving as a source of a firing signal based on an arbitrary inter-phase voltage. At this time, since the signal is processed by analog processing, the zero crossing of the inter-phase voltage is accurately detected. After the zero-cross, the reference wave rising based on the inter-phase voltage signal is compared with a command value, and an ON signal is output when the reference wave exceeds the command value. This is the reference pulse.

【0022】この基準パルスに基づいて、或いは必要に
応じてパルス補正手段による立ち下がりの遅延処理を経
た信号に基づいて、点弧信号生成手段で、各相に設置さ
れたトライアックに対する点弧信号を生成する。すなわ
ち、相間電圧のゼロクロスよりもある相の電源信号は3
0度遅れ、その電源信号に対して残りの2つの相の電源
信号は±120度ずつずれる。従って、基準信号がオン
になったときから所定の位相角度ずつずれた時に点弧信
号が出力されるようにする。そして、各相の点弧信号
は、同一の基準信号に基づいてデジタル処理されて所定
位相角度ずつ遅れて出力されるので、各相の点弧タイミ
ングは正確に120度ずつずれる。
On the basis of the reference pulse or, if necessary, a signal which has undergone a fall delay process by the pulse correcting means, the firing signal generating means generates a firing signal for the triacs installed in each phase. Generate. In other words, the power signal of a certain phase from the zero crossing of the inter-phase voltage is 3
The power signal is delayed by 0 degrees, and the power signals of the remaining two phases are shifted by ± 120 degrees with respect to the power signal. Therefore, when the reference signal is turned on, the ignition signal is output when the phase is shifted by a predetermined phase angle. Then, the ignition signal of each phase is digitally processed based on the same reference signal and output with a delay of a predetermined phase angle, so that the ignition timing of each phase is accurately shifted by 120 degrees.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明に係る3相電力調整器の好適な
実施例を添付図面を参照にして詳述する。図1は本発明
の一実施例を示している。同図に示すように、3相(U
VW)の電源ラインにトライアック10a〜10cを挿
入し、そのトライアック10a〜10cを介して3相負
荷11に電力供給をしている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a three-phase power regulator according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. As shown in FIG.
VW), power is supplied to the three-phase load 11 via the triacs 10a to 10c.

【0024】3相のうち任意の2相(本例ではU相,V
相)の相間電圧(電源装置12により抽出される)に対
して単相コントローラ20を装着し、そこにおいてトラ
イアック10a〜10cに対する点弧信号を発生するた
めの基準となる基準信号(基準パルス(補正有り/補正
無し))を生成し、次段の点弧信号生成部30に送る。
Any two of the three phases (U-phase, V-phase in this example)
A single-phase controller 20 is attached to the interphase voltage (extracted by the power supply device 12) of the phase, and a reference signal (reference pulse (correction pulse) serving as a reference for generating an ignition signal for the triacs 10a to 10c therein. Yes / no correction)) and sends it to the next-stage firing signal generator 30.

【0025】点弧信号生成部30では、与えられた基準
信号に基づいて各相に挿入されたトライアック10a〜
10cに対するそれぞれの点弧信号を生成する。これに
より生成された各点弧信号は、120度ずつ位相がずれ
ることになる。
In the ignition signal generating section 30, the triacs 10a to 10a to
Generate a respective firing signal for 10c. As a result, the phases of the generated ignition signals are shifted by 120 degrees.

【0026】この点弧信号生成部30の出力は、点弧信
号出力部40に与えられ、点弧信号生成部30から与え
られる点弧信号(トリガパルス)を受け、実際のトライ
アック10a〜10cのゲートにオン信号を与えるよう
になっている。そして、上記点弧信号生成部30並びに
点弧信号出力部40が、本発明における「パルス補正手
段の出力に基づいて前記トライアックを点弧させる手
段」を構成することになる。
The output of the ignition signal generating section 30 is applied to an ignition signal output section 40, which receives an ignition signal (trigger pulse) supplied from the ignition signal generating section 30 and outputs the actual triacs 10a to 10c. An ON signal is given to the gate. Then, the firing signal generating section 30 and the firing signal output section 40 constitute "means for firing the triac based on the output of the pulse correcting means" in the present invention.

【0027】次に各部について詳述する。まず、相間電
圧を抽出する電源装置12は、図2に示すように電源ラ
インの2相間に接続されたトランス12aと、そのトラ
ンス12aの二次側に接続された全波整流器(ダイオー
ドブリッジ)12bと、その全波整流器12bの2端子
に接続されたスイッチングレギュレータ12cとから構
成される。これにより、トランス12aの一次側に図示
のように正弦波が入力されると、そのトランス12aに
てロジックレベルまで落とされるとともに、入力波形に
同期(ゼロクロスするタイミングが一致)したその大き
さに対応する全波整流波形(図3中参照)が、全波整
流器12bの他の2端子より出力される。
Next, each part will be described in detail. First, as shown in FIG. 2, a power supply device 12 for extracting an inter-phase voltage includes a transformer 12a connected between two phases of a power supply line, and a full-wave rectifier (diode bridge) 12b connected to a secondary side of the transformer 12a. And a switching regulator 12c connected to two terminals of the full-wave rectifier 12b. As a result, when a sine wave is input to the primary side of the transformer 12a as shown in the figure, the sine wave is reduced to a logic level by the transformer 12a and corresponds to the magnitude synchronized with the input waveform (the timing of zero crossing coincides). A full-wave rectified waveform (see FIG. 3) is output from the other two terminals of the full-wave rectifier 12b.

【0028】単相コントローラ20は、入力側に配置さ
れたゼロクロス検出回路21と、その検出回路21の出
力を受け略三角波状の基準波形を生成する基準波生成部
22と、その基準波生成部22の出力電圧と、外部から
与えられる指令値とを比較し、基準パルスを生成するコ
ンパレータ23と、そのコンパレータ23の出力(基準
パルス)を補正するパルス補正回路24とを備える。
The single-phase controller 20 includes a zero-cross detection circuit 21 disposed on the input side, a reference wave generation unit 22 which receives an output of the detection circuit 21 and generates a substantially triangular reference waveform, and a reference wave generation unit The comparator 23 includes a comparator 23 that compares an output voltage of the comparator 22 with a command value given from the outside and generates a reference pulse, and a pulse correction circuit 24 that corrects an output (reference pulse) of the comparator 23.

【0029】ゼロクロス検出回路21は、図2に示すよ
うに、チェナーダイオード21aとコンパレータ21b
とを備え、上記全波整流波形(図3中)をチェナーダ
イオード21aにて下方にシフトさせ(図3中参
照)、係る波形をコンパレータ21bの反転入力端子に
与える。コンパレータ21bでは、非反転入力端子がア
ースに落とされているので、上記シフトされた電圧が負
になる時にコンパレータ21bの出力がHになる。した
がって、UVの相間電圧がゼロクロスする付近で矩形波
(パルス)が出力される(図3中参照)。
As shown in FIG. 2, the zero-cross detecting circuit 21 includes a zener diode 21a and a comparator 21b.
The full-wave rectified waveform (in FIG. 3) is shifted downward by the Zener diode 21a (see FIG. 3), and the waveform is applied to the inverting input terminal of the comparator 21b. In the comparator 21b, since the non-inverting input terminal is grounded, the output of the comparator 21b becomes H when the shifted voltage becomes negative. Therefore, a rectangular wave (pulse) is output near the zero-crossing of the UV interphase voltage (see FIG. 3).

【0030】基準波生成部22は、図4に示すように、
入力側にトランジスタからなるスイッチ22aを設け、
コンパレータ22bの反転入力端子とアースとの間に係
るスイッチ22bを挿入する。コンパレータ22bの非
反転入力端子には、電源電圧Vccを2つの直列抵抗から
なる分圧手段により分圧されて得られた所定の電圧V1
が基準電圧として与えられる。そして、コンパレータ2
2bの出力が充電回路22cに与えられ、その充電回路
22cの出力が、所定の帰還ループを介して上記コンパ
レータ22bの反転入力端子にフィードバックされる。
As shown in FIG. 4, the reference wave generator 22
A switch 22a composed of a transistor is provided on the input side,
A switch 22b is inserted between the inverting input terminal of the comparator 22b and the ground. A non-inverting input terminal of the comparator 22b has a predetermined voltage V1 obtained by dividing the power supply voltage Vcc by voltage dividing means including two series resistors.
Is given as a reference voltage. And comparator 2
The output of 2b is provided to the charging circuit 22c, and the output of the charging circuit 22c is fed back to the inverting input terminal of the comparator 22b via a predetermined feedback loop.

【0031】充電回路22cは、2つのコンデンサC
1,C2と3つの抵抗R1〜R3を適宜に直並列接続す
るとともに、直列接続された2つのコンデンサC1,C
2のうちアース側のコンデンサC2の両端を短絡可能と
するトランジスタTr1を備えることにより構成され
る。
The charging circuit 22c includes two capacitors C
1, C2 and the three resistors R1 to R3 are connected in series and parallel as appropriate, and the two capacitors C1, C
2 is provided with a transistor Tr1 capable of short-circuiting both ends of the capacitor C2 on the ground side.

【0032】従って、ゼロクロス検出回路21から出力
されるゼロクロス信号がHからLに変わると、入力側の
トランジスタ22aがOFF(スイッチが開)になり、
コンパレータ22bの反転入力端子の電圧(Lに切り変
わった当初は0)と、基準電圧V1とが比較される。従
って、コンパレータ22bの出力はHとなるので、充電
回路22cのトランジスタTr1がONになりコンデン
サC2が短絡される。よって、充電回路22cは、図5
(A)に示すような回路構成となり、電源電圧Vccが、
RCで決定される時定数によりコンデンサC1を充電す
る。これにより、その充電回路22cの出力電圧は徐々
に上昇する。
Therefore, when the zero-cross signal output from the zero-cross detection circuit 21 changes from H to L, the input-side transistor 22a is turned off (the switch is opened),
The voltage of the inverting input terminal of the comparator 22b (initially 0 when switched to L) is compared with the reference voltage V1. Accordingly, the output of the comparator 22b becomes H, so that the transistor Tr1 of the charging circuit 22c is turned on, and the capacitor C2 is short-circuited. Therefore, the charging circuit 22c is configured as shown in FIG.
(A), the power supply voltage Vcc becomes
The capacitor C1 is charged by a time constant determined by RC. As a result, the output voltage of the charging circuit 22c gradually increases.

【0033】この出力電圧の増加にともないコンパレー
タ22bの反転入力端子の電圧も上昇する(図6中t0
〜t1までの電圧変動特性)。この上昇カーブは充電回
路22cの出力電圧の変化にほぼ比例する。そして、ゼ
ロクロスから一定時間経過すると、コンパレータ22b
の反転入力端子に与えられる電圧(充電回路22cから
フィードバックされる電圧)が基準電圧V1を越える。
すると、コンパレータ22bの出力はLになるので充電
回路22cのトランジスタTr1はOFFになり、コン
デンサC2の両端子間は開放される。
As the output voltage increases, the voltage at the inverting input terminal of the comparator 22b also increases (t0 in FIG. 6).
To t1). This rising curve is almost proportional to a change in the output voltage of the charging circuit 22c. When a certain time has elapsed from the zero cross, the comparator 22b
(The voltage fed back from the charging circuit 22c) exceeds the reference voltage V1.
Then, the output of the comparator 22b becomes L, so that the transistor Tr1 of the charging circuit 22c is turned off, and both terminals of the capacitor C2 are opened.

【0034】これにより、充電回路22cは、図5
(B)に示すような等価回路となり、時定数が変化する
ので、その充電回路22cの出力電圧の変化(増加)率
も変わる(高くなる)。従って、図6(A)に示すよう
に、コンパレータ22bの反転入力端子の電圧(t1以
降)は、急激に上昇する。
As a result, the charging circuit 22c operates as shown in FIG.
Since the equivalent circuit as shown in (B) is obtained and the time constant changes, the rate of change (increase) of the output voltage of the charging circuit 22c also changes (increases). Therefore, as shown in FIG. 6A, the voltage (after t1) of the inverting input terminal of the comparator 22b sharply rises.

【0035】そして、電源信号がゼロクロスすると、ス
イッチ22aを構成するトランジスタのゲートにパルス
信号が入力され、一旦スイッチ22aがオンになり、コ
ンパレータ22bの反転入力もアースに落ちるため、ゼ
ロになる。以後、上記した処理を繰り返すことにより、
図6(A)に示すようなsin波に近い基準波が、電源
信号のゼロクロスの都度出力される。そして、係る波形
が、そのまま基準波生成回路22の出力となり、コンパ
レータ23に与えられる。
Then, when the power supply signal crosses zero, a pulse signal is input to the gate of the transistor constituting the switch 22a, the switch 22a is once turned on, and the inverting input of the comparator 22b also goes to ground, so that it becomes zero. Thereafter, by repeating the above processing,
A reference wave close to a sine wave as shown in FIG. 6A is output every time the power supply signal crosses zero. Then, such a waveform becomes the output of the reference wave generation circuit 22 as it is and is given to the comparator 23.

【0036】コンパレータ23では上記したように、点
弧角指令値に応じた指令値(4〜20mAを電圧変換し
たもの)と比較され、基準波の電圧が指令値以上になっ
ている間コンパレータ23の出力はHとなる。従って、
基準波は相間電圧の電源信号がゼロクロスになった後上
昇し、次のゼロクロスになった時にゼロに落ちる略三角
波状となるので、指令値が高いほどパルスがオン(H)
になる時間(ゼロクロスからの経過時間)が遅いととも
に、パルスがオフ(L)になるのは次のゼロクロスで共
通するので、結局指令値が高いほど短いパルス(基準パ
ルス)が出力されることになる(図6(B)参照)。
In the comparator 23, as described above, a comparison is made with the command value (voltage converted from 4 to 20 mA) corresponding to the firing angle command value. Becomes H. Therefore,
The reference wave rises after the power signal of the inter-phase voltage crosses zero and rises to the next zero cross, and becomes a substantially triangular wave shape. Therefore, the higher the command value, the higher the pulse is turned on (H).
The time (elapsed time from the zero crossing) is slow and the pulse is turned off (L) in the next zero crossing, so that the higher the command value is, the shorter the pulse (reference pulse) is output. (See FIG. 6B).

【0037】そして、本例ではこのように充電特性(基
準波の形状)を非線形にし、しかも略sinカーブに近
付けるようにしたため、指令値に対する出力電圧の関係
は、図7(A)に示すように、ほぼリニアになる。
In this embodiment, the charging characteristic (shape of the reference wave) is thus made non-linear and approximate to a sin curve, so that the relationship between the command value and the output voltage is as shown in FIG. 7 (A). Then, it becomes almost linear.

【0038】なお、従来から一般に行われている三角波
を基準波として用いた場合には、同図(B)に示すよう
に、指令値と出力の関係はcosカーブとなり、また、
単純にCRによる充電回路(上記した実施例のように途
中での切り変えがない)の場合には同図(C)に示すよ
うに、指令値と出力の関係はS字カーブとなる。いずれ
も出力電圧は非線形となり、直線性の点では本実施例に
比べ低くなる。そして、三角波を用いた場合が最も直線
性が悪い。しかし、回路構成を考えると、三角波を用い
る場合が最も簡単で、本実施例が最も煩雑となる。従っ
て、本発明では基準波として上記3つのどれを採択する
かは、要求される精度などを考慮して所望のものを使用
することができる。そして本例ではゼロクロス検出回路
21,基準波形生成回路22,並びにコンパレータ23
により基準パルスを生成する手段を構成する。
When a conventionally used triangular wave is used as a reference wave, the relationship between the command value and the output is a cos curve, as shown in FIG.
In the case of a simple charging circuit using CR (there is no switching midway as in the above-described embodiment), the relationship between the command value and the output is an S-shaped curve as shown in FIG. In each case, the output voltage becomes non-linear, and the linearity is lower than that in the present embodiment. The linearity is the worst when a triangular wave is used. However, considering the circuit configuration, it is easiest to use a triangular wave, and this embodiment is the most complicated. Therefore, in the present invention, which of the above three is adopted as the reference wave, a desired one can be used in consideration of required accuracy and the like. In this example, the zero-cross detection circuit 21, the reference waveform generation circuit 22, and the comparator 23
Means for generating a reference pulse.

【0039】パルス補正回路24は、点弧角指令が12
0度以上でも点弧可能(同時にオンするトライアックを
複数発生させる)とするためのもので、通常であれば、
電源信号がゼロクロスすると基準パルスが立ち下がる
が、その立ち下がるのを一定時間遅らせるようにしてい
る。但し、点弧角指令が90度より小さい場合にも上記
のようにパルスの立ち下がりを遅らせると次の点弧信号
に基づく基準パルス立ち上がりと重なるなどの問題があ
るため、点弧角指令が90度以下の時には係る遅らせる
処理をしないようにしている。
The pulse correction circuit 24 determines that the firing angle command is 12
It is intended to enable firing even at 0 degrees or more (generating multiple triacs that are turned on at the same time).
When the power supply signal crosses zero, the reference pulse falls, but the fall is delayed for a certain time. However, even when the firing angle command is smaller than 90 degrees, if the fall of the pulse is delayed as described above, there is a problem that the rising of the reference pulse based on the next firing signal overlaps. When it is less than the degree, the delay processing is not performed.

【0040】そして、具体的な構成としては図8に示す
ようになっている。同図に示すようにRC充放電回路2
4aからなるタイマを備え、上記コンパレータ23の出
力が互いに順方向を逆向きに直列接続されたダイオード
D1,D2を介して上記RC充放電回路24aに接続さ
れている。そして、両ダイオードD1,D2の接点に
は、電源電圧Vccに導通されている。RC充放電回路2
4aの出力はコンパレータ24bに接続され、そのコン
パレータ24bにて電源電圧Vccを分圧して得られる所
定の基準電圧Vc と比較され、基準電圧Vc 以上の時に
H(パルスオン)が出力され、それ以外はLが出力され
る。
FIG. 8 shows a specific configuration. As shown in FIG.
The output of the comparator 23 is connected to the RC charge / discharge circuit 24a via diodes D1 and D2 connected in series in the forward and reverse directions. The contact point between the two diodes D1 and D2 is electrically connected to the power supply voltage Vcc. RC charge / discharge circuit 2
The output of 4a is connected to a comparator 24b. The comparator 24b compares the output with a predetermined reference voltage Vc obtained by dividing the power supply voltage Vcc. When the output is higher than the reference voltage Vc, H (pulse on) is output. L is output.

【0041】さらに、上記接点は、トランジスタTr
2を介してアースに接続され、このトランジスタTr2
のゲートには、ゼロクロス検出回路21の出力が接続さ
れ、ゼロクロス検出信号がオンの時にトランジスタTr
2もオンになり、接点がアースと導通する。
Further, the above-mentioned contact is connected to the transistor Tr.
2 is connected to the ground through the transistor Tr2.
The output of the zero-crossing detection circuit 21 is connected to the gate of the transistor Tr.
2 is also turned on and the contact is conducted to ground.

【0042】さらに、RC充放電回路24aの出力は、
抵抗R3,トランジスタTr3を介してアースに接続さ
れており、このトランジスタTr3はゼロクロス後位相
が90度遅れた時にオンとなるように設定されている。
Further, the output of the RC charge / discharge circuit 24a is
The transistor Tr3 is connected to the ground via a resistor R3 and a transistor Tr3. The transistor Tr3 is set to be turned on when the phase after the zero crossing is delayed by 90 degrees.

【0043】次に、このパルス補正回路24の動作原理
について説明する。コンパレータ23の出力(パルス補
正回路(RC充放電回路24a)24への入力)は、上
記したごとく指令値と基準波の大小関係からオン/オフ
(H/L)の2種類がある。また、RC充放電回路24
aの出力(接点)は、トランジスタTr3のオン/オ
フに基づき、抵抗R5を介してアースに接続/アースに
対して開放の2種類がある。
Next, the principle of operation of the pulse correction circuit 24 will be described. As described above, the output of the comparator 23 (input to the pulse correction circuit (RC charging / discharging circuit 24a) 24) has two types of on / off (H / L) based on the magnitude relationship between the command value and the reference wave. The RC charge / discharge circuit 24
The output (contact point) of “a” has two types based on ON / OFF of the transistor Tr3, that is, connected to the ground via the resistor R5 and opened to the ground.

【0044】従って、上記各条件の組み合わせから4通
りのパターンに分類でき、その時のRC充放電回路24
a及びその周囲の回路の等価回路は、図9(A)〜
(D)に示すようになる。すなわち、まず同図(A)
は、入力(コンパレータ23の出力)がHでトランジス
タTr3がオフの場合を示している。同図に示すよう
に、ダイオードD1の両端がともにHであるので接点
もHとなり電源電圧Vccから供給される電流は、ある時
定数でコンデンサC3を充電する(「充電1」)。
Accordingly, the patterns can be classified into four patterns based on the combination of the above-described conditions.
FIG. 9A to FIG.
(D) is obtained. That is, first, FIG.
Indicates a case where the input (output of the comparator 23) is H and the transistor Tr3 is off. As shown in the figure, since both ends of the diode D1 are both H, the contact becomes H, and the current supplied from the power supply voltage Vcc charges the capacitor C3 with a certain time constant ("Charge 1").

【0045】また、この状態で入力(コンパレータ23
の出力)がLになると、電源電圧Vccからの電流は、ダ
イオードD1を介して流れるので接点もLとなる。そ
の時の等価回路は同図(B)に示すようになり、コンデ
ンサCに充電された電荷は図中矢印で示すようにRC充
放電回路24a内で自己放電する(「放電1」)。そし
て、上記2つの動作は、ゼロクロス後90度まで適用さ
れる。
In this state, the input (comparator 23)
Is low, the current from the power supply voltage Vcc flows through the diode D1, so that the contact is also low. The equivalent circuit at that time is as shown in FIG. 7B, and the charge charged in the capacitor C self-discharges in the RC charge / discharge circuit 24a as indicated by the arrow in the figure ("discharge 1"). The above two operations are applied up to 90 degrees after the zero cross.

【0046】一方、トランジスタTr3がオンになると
接点は抵抗R3を介してアースと導通状態になるの
で、入力(コンパレータ23の出力)がHの場合には図
9(C)に示すようになり(「充電2」)、Lに落ちる
と同図(D)のようになる(「放電2」)。そして、こ
の時の動作は上記した同図(A),(B)の場合と同様
であるが、抵抗R3が並列接続されることから時定数が
変わるので、充電並びに放電に要する時間が変わる。そ
して、上記2つの動作は、ゼロクロス後90度以上、後
述する所定角度(120+α度)まで適用される。
On the other hand, when the transistor Tr3 is turned on, the contact becomes conductive with the ground via the resistor R3, so that when the input (output of the comparator 23) is H, the state becomes as shown in FIG. When the charge falls to L, the state becomes as shown in FIG. The operation at this time is the same as in the cases of FIGS. 7A and 7B, but the time required for charging and discharging changes because the time constant changes because the resistor R3 is connected in parallel. Then, the above two operations are applied up to 90 degrees or more after the zero cross and up to a predetermined angle (120 + α degrees) described later.

【0047】そして、点弧指令角が90度未満の時のタ
イムチャートは図10に示すように、入力(コンパレー
タ23の出力)が、90度以前にオンになるので(同図
(A))、充電1(図9(A)の等価回路に基づく充
電)にしたがって動作する。よって、図10(C)に示
すように、RC充放電回路24aの出力(接点)は、
所定の時定数にしたがって遅れて立ち上がり、後段のコ
ンパレータ24bの基準電圧(接点の電圧値)以上に
なると、そのコンパレター24bの出力、すなわちパル
ス補正回路24の出力もHとなる。そして、図示のよう
に時定数を適宜設定することにより、入力(同図
(A))の立ち上がりに対し、ほとんど遅れることなく
立ち上がる。その後90度を経過すると、充電2(図9
(C)の等価回路に基づく充電)に従って動作するが、
すでにコンデンサCは満充電となっているので、結果と
しては変わりない。
As shown in FIG. 10, when the ignition command angle is less than 90 degrees, the input (output of the comparator 23) is turned on before 90 degrees as shown in FIG. 10 (FIG. 10A). , Charging 1 (charging based on the equivalent circuit of FIG. 9A). Therefore, as shown in FIG. 10C, the output (contact point) of the RC charge / discharge circuit 24a is
When the signal rises with a delay according to a predetermined time constant and becomes equal to or higher than the reference voltage (contact voltage value) of the comparator 24b at the subsequent stage, the output of the comparator 24b, that is, the output of the pulse correction circuit 24 also becomes H. By setting the time constant appropriately as shown in the figure, the signal rises almost without delay with respect to the rise of the input (FIG. 2A). After 90 degrees have passed, charging 2 (FIG. 9)
(Charging based on the equivalent circuit of (C)).
Since the capacitor C is already fully charged, the result remains unchanged.

【0048】また同様の理由から、立ち下がりに対して
も、放電1にしたがって動作し、入力(基準パルス)の
立ち下がりとほぼ同時に立ち下がる。従って、コンパレ
ータ23の出力とほぼ同一のパルス信号(若干遅れる)
が、パルス補正回路24、すなわち単相コントローラ2
0の出力信号として出力される。
For the same reason, when the signal falls, it operates according to the discharge 1, and falls almost simultaneously with the fall of the input (reference pulse). Therefore, a pulse signal substantially the same as the output of the comparator 23 (slightly delayed)
Is the pulse correction circuit 24, that is, the single-phase controller 2
0 is output as an output signal.

【0049】一方、点弧指令角が90度以上の時には、
図11に示すようなタイムチャートとなる。すなわち、
入力(コンパレータ23の出力)が、ゼロクロスから9
0度経過すると図9(C)または(D)の等価回路にな
るため、その後に入力がオンになると充電2にしたがっ
て動作し、ほぼ同時に立ち上がる。一方、入力がオフに
なると放電2にしたがって徐々にコンデンサCに蓄えら
れた電荷が放電されるので、RC充放電回路24aの出
力(接点)の電圧値も徐々に低下し、上記入力(基準
パルス)の立ち下がりから一定時間経過後に基準電圧
(接点)以下になり、コンパレータ24bの出力オフ
になる。したがって、図示のように一定時間だけ基準パ
ルスに比べてパルス幅が延長され、ゼロクロスから18
0度経過後であっても、単相コントローラ20の出力は
一定時間オンのままとなる。
On the other hand, when the firing command angle is 90 degrees or more,
The time chart is as shown in FIG. That is,
The input (the output of the comparator 23) is 9
When 0 degree elapses, the equivalent circuit of FIG. 9C or 9D is obtained. Therefore, when the input is turned on thereafter, the circuit operates according to the charge 2 and rises almost simultaneously. On the other hand, when the input is turned off, the charge stored in the capacitor C is gradually discharged in accordance with the discharge 2, so that the voltage value of the output (contact point) of the RC charge / discharge circuit 24a also gradually decreases, and the input (reference pulse) ) Falls below the reference voltage (contact point) after a lapse of a fixed time, and the output of the comparator 24b is turned off. Therefore, as shown in the figure, the pulse width is extended by a certain time as compared with the reference pulse, and the pulse width from the zero crossing to
Even after the lapse of 0 degrees, the output of the single-phase controller 20 remains on for a certain period of time.

【0050】そして、点弧角指令値をパラメータとした
時の、入力信号(コンパレータ23の出力)に対するR
C充放電回路24aの出力(破線)並びに最終的なパル
ス補正回路24の出力(実線)は、それぞれ図12中の
各図に示すようになり、90度を超えると、一定時間遅
延されて出力がオン状態を維持する。
When the firing angle command value is used as a parameter, the value of R with respect to the input signal (output of the comparator 23) is
The output of the C charge / discharge circuit 24a (broken line) and the final output of the pulse correction circuit 24 (solid line) are as shown in FIGS. 12A and 12B. Maintain the ON state.

【0051】ところで、このパルス延長処理を繰り返し
行なうと、180度経過後であってもRC充放電回路2
4aは瞬時に放電されないため、コンデンサCの端子間
電圧は一定時間Hを保つ。ダイオードD1,D2間の接
点もHのままとなり、本来的には放電2であるとこ
ろ、充電2の状態となってしまい、最終的には常時オン
状態となるおそれがある。
By the way, if this pulse extension process is repeatedly performed, the RC charge / discharge circuit
Since 4a is not discharged instantaneously, the voltage between the terminals of the capacitor C keeps H for a certain time. The contact between the diodes D1 and D2 also remains at H, and although it is originally discharge 2, the state becomes charge 2 and eventually there is a possibility that it will be always on.

【0052】そこで本実施例では、ゼロクロス(前回の
ゼロクロスから180度経過時)の時に確実に接点を
Lに落とすために、上記したようにゼロクロス検出回路
21の検出信号を受けて、接点に接続されたトランジ
スタTr2はオンするようにしている。これにより、上
記延長(遅延)処理中は、放電2の状態となり正常に動
作する。
Therefore, in this embodiment, in order to reliably drop the contact to L at the time of a zero cross (when 180 degrees have elapsed from the previous zero cross), the detection signal of the zero cross detection circuit 21 is received as described above, and the contact is connected to the contact. The turned-on transistor Tr2 is turned on. Thus, during the extension (delay) processing, the state becomes the discharge 2 and the apparatus operates normally.

【0053】点弧信号生成部30は、図1に示すように
記憶素子たるシフトレジスタ31と、そのシフトレジス
タ31を動作させるためのクロック信号を生成するクロ
ック発生回路32と、シフトレジスタ31の所定の出力
端子のオン/オフ状態に応じて、1つのトライアックの
みがオンになることを抑制(オンする場合には所定の2
つまたはすべてのトライアックがオン)するように、所
定のトリガ信号を生成し出力する出力ロジック回路33
と、その出力ロジック回路33の出力を受けて、点弧信
号を発生する波形成形回路34とから構成される。
As shown in FIG. 1, the firing signal generating section 30 includes a shift register 31 serving as a storage element, a clock generating circuit 32 for generating a clock signal for operating the shift register 31, and a predetermined signal of the shift register 31. In accordance with the on / off state of the output terminal of the first terminal is suppressed from turning on only one triac (when turned on, a predetermined 2
Output logic circuit 33 for generating and outputting a predetermined trigger signal so that one or all of the triacs are turned on)
And a waveform shaping circuit 34 that receives the output of the output logic circuit 33 and generates an ignition signal.

【0054】シフトレジスタ31は、16ビット(8ビ
ット×2)のものを用い、クロック発生回路32からク
ロック信号が1パルスずつ入る毎に、単相コントローラ
20から与えられる基準信号(基準パルスに対し、パル
ス幅延長の補正をしたパルス信号または補正しない信号
の両者)の状態(H/L)を順次取り込むとともに、従
前に取り込んだ情報を1つずつシフトする。ここで、基
準信号がオンの時がHとなる。
The shift register 31 is of a 16-bit (8 bits × 2) type, and each time a clock signal is input from the clock generation circuit 32 one pulse at a time, a reference signal (for the reference pulse) supplied from the single-phase controller 20 is applied. , And the state (H / L) of the pulse signal with the pulse width extension corrected or the signal without the correction is sequentially captured, and the previously captured information is shifted one by one. Here, when the reference signal is on, it becomes H.

【0055】なお、シフトレジスタ31のシフトタイミ
ング、すなわち、クロック周波数は、位相が10度変わ
るタイミングと上記シフトタイミングが同期するように
調整されている。具体的には、周波数が50Hzとする
と、 (1/50)×(10/360)=0.55 となり、0.55msecずつクロックを発生させれば
よい。なお、係るクロックを発生するクロック発生回路
32は、図示省略するが、水晶発振器とカウンタとを基
本構成とし、水晶の発振周波数をカウンタで分周し、所
望の周波数からなるパルスを出力するようになってい
る。
The shift timing of the shift register 31, that is, the clock frequency is adjusted so that the timing at which the phase changes by 10 degrees and the shift timing are synchronized. Specifically, when the frequency is 50 Hz, (1/50) × (10/360) = 0.55, and the clock may be generated every 0.55 msec. Although not shown, the clock generation circuit 32 that generates the clock has a basic configuration including a crystal oscillator and a counter, and divides the oscillation frequency of the crystal by the counter so as to output a pulse having a desired frequency. Has become.

【0056】そして、シフトレジスタ31の3ビット
目,9ビット目及び15ビット目の出力をそれぞれ、U
相,W相,V相に対する制御用矩形波信号u,w,vと
した。
The outputs of the third, ninth, and fifteenth bits of the shift register 31 are respectively expressed by U
The control rectangular wave signals u, w, and v for the phase, W phase, and V phase were used.

【0057】従って、シフトレジスタ31の各出力u,
w,vは、単相基準信号がONになった後、30度遅れ
て制御用矩形波信号uがオンし、90度遅れて制御用矩
形波信号wがオンし、150度遅れて制御用矩形波信号
vがオンする。そして、オンしている期間は、単相基準
信号のパルス幅と同じである。この結果、各出力端子か
らは、単相基準信号を30度,90度,120度シフト
した矩形波が得られる。
Therefore, each output u,
w and v indicate that the control rectangular wave signal u turns on with a delay of 30 degrees after the single-phase reference signal is turned on, the control rectangular wave signal w turns on with a delay of 90 degrees, and a control rectangular wave signal with a delay of 150 degrees. The rectangular wave signal v turns on. The ON period is the same as the pulse width of the single-phase reference signal. As a result, a rectangular wave obtained by shifting the single-phase reference signal by 30, 90 and 120 degrees is obtained from each output terminal.

【0058】このようにしたのは、以下の理由による。
まず図13に示すように、uを30度としたのは、電源
回路に入るUV相がU相に対し30度進んでいるためで
ある。換言すれば、UV相に基づいて生成された基準波
が指令値を越えた時から30度遅れた時がU相の電源信
号が実際に指令値を越える時に相当する。また、V相は
U相に対して120度ずれているので、「30+12
0」より150度遅れた時がV相の電源信号が実際に指
令値を越える時に相当する。W相は、さらに120度ず
れているので、上記V相を算出した式に基づけば、27
0度(30+240)の点となるが、そのようにすると
シフトレジスタとして少なくとも27ビット以上のもの
が必要となり、メモリ容量が増大する。そこで本実施例
では、270度の反転位相である90度(=270−1
80)を用いて制御を行うようにし、メモリの削減を図
っている。
This is done for the following reason.
First, as shown in FIG. 13, u is set to 30 degrees because the UV phase entering the power supply circuit is advanced by 30 degrees with respect to the U phase. In other words, the time when the reference wave generated based on the UV phase exceeds the command value by 30 degrees corresponds to the time when the U-phase power signal actually exceeds the command value. Further, since the V phase is shifted by 120 degrees with respect to the U phase, “30 + 12”
A time of 150 degrees behind "0" corresponds to a time when the V-phase power signal actually exceeds the command value. Since the W phase is further shifted by 120 degrees, based on the above formula for calculating the V phase, 27
The shift point is 0 degrees (30 + 240). In this case, a shift register having at least 27 bits or more is required, and the memory capacity is increased. Therefore, in the present embodiment, 90 degrees (= 270-1), which is the inverted phase of 270 degrees.
The control is performed by using (80) to reduce the memory.

【0059】そして、上記シフトレジスタ31の動作の
一例を示すと、図14(A)に示すように、あるタイミ
ングの状態(便宜上初期値とする)が、シフトレジスタ
31の出力端子の1〜10ビット目までがHとなってい
るとし、この10ビット分が基準信号がオンしている時
(パルス幅)である。すると、クロックが入る都度1ビ
ット分ずつシフトする。すると、クロック1〜8まで入
力された時の各出力端子(制御用矩形波信号u,w,
v)の状態は、同図(B)に示すようになる。
As an example of the operation of the shift register 31, as shown in FIG. 14 (A), the state of a certain timing (initial value for convenience) is determined by the output terminals 1 to 10 of the shift register 31. It is assumed that the bits up to the bit are H, and these 10 bits are when the reference signal is on (pulse width). Then, each time a clock is input, the data is shifted by one bit. Then, each output terminal (control rectangular wave signals u, w,
The state of v) is as shown in FIG.

【0060】また、上記のように、シフトレジスタ31
は、30,90,150度の出力端子を出力ロジック回
路33に接続するため、もともと90度の端子ピンは使
用状態にある。そこで本実施例では、上記シフトレジス
タ31の90度の出力端子を上記したパルス補正回路2
4内のトランジスタTr3のベースにも接続するように
して、そのシフトレジスタを90度を知らせる制御信号
源として利用するようにした。これにより、部品点数の
削減とともに、正確に90度でトランジスタTr3をオ
ン/オフ制御することができ、精度が向上する。なお、
本発明では、シフトレジスタ以外に別途90度を知らせ
るためのタイマ等の制御信号発生源を実装してももちろ
ん良い。
As described above, the shift register 31
Connects the output terminals of 30, 90 and 150 degrees to the output logic circuit 33, so that the terminal pins of 90 degrees are originally in use. Therefore, in this embodiment, the 90-degree output terminal of the shift register 31 is connected to the pulse correction circuit 2 described above.
4 is connected to the base of the transistor Tr3, and the shift register is used as a control signal source for indicating 90 degrees. Accordingly, the number of parts can be reduced, and the transistor Tr3 can be accurately turned on / off at 90 degrees, thereby improving the accuracy. In addition,
In the present invention, a control signal generation source such as a timer for notifying 90 degrees may be mounted separately from the shift register.

【0061】出力ロジック回路33は、シフトレジスタ
31から出力される上記各制御用矩形波信号の状態(H
/L)に基づいて、実際にトライアック10a〜10c
をオンするための点弧信号の発生タイミングとなるゲー
ト信号を生成させる。すなわち、図15に示すように、
Y結線の3相負荷11に電力を供給するためには、少な
くとも2つ以上の素子をONにする必要がある。ところ
で、図14を見ると、クロック(1,2)の時はu,w
がHであるので、対応するトライアック10a,10c
をオンにすると、図15に示すように、UW間に電流が
流れる。しかし、クロック(3,4)の時はwのみがH
であるので、そのまま対応するトライアック10cのみ
をオンにしても電流は流れない(この状態で動作として
は正しい)。但し、ノイズなどにより他のトライアック
10aまたは10bが点弧されてオンすると、電流が流
れてしまうおそれがあり、しかも一度流れると電圧が0
になるまで流れ続けるので、必要以上に電力供給される
ことになり位相制御が正しく行えない。従って、この出
力ロジック回路33では、2つ以上の制御用矩形波信号
がHになっている時のみにトライアックがオンになるよ
うにし、安定した駆動が確保されるようになっている。
The output logic circuit 33 outputs the state (H) of each control rectangular wave signal output from the shift register 31.
/ L) based on the actual triacs 10a to 10c
A gate signal is generated which is a timing for generating a firing signal for turning on the switch. That is, as shown in FIG.
In order to supply power to the Y-connected three-phase load 11, it is necessary to turn on at least two or more elements. By the way, when looking at FIG. 14, at the time of the clock (1, 2), u, w
Is H, the corresponding triacs 10a, 10c
Is turned on, a current flows between UW as shown in FIG. However, at the time of the clock (3, 4), only w is H
Therefore, even if only the corresponding triac 10c is turned on, no current flows (the operation is correct in this state). However, if the other triac 10a or 10b is ignited and turned on due to noise or the like, a current may flow.
, Power is supplied more than necessary, and phase control cannot be performed correctly. Therefore, in the output logic circuit 33, the triac is turned on only when two or more control rectangular wave signals are at H level, so that stable driving is ensured.

【0062】具体的には図16に示すような論理回路に
より実施される。これにより、例えば制御用矩形波信号
u,v,wが図17のようになっているとすると、1つ
のみがHとなっている1,5番目のときの各ゲートU,
V,WはすべてLとなり、それ以外は対応する制御用矩
形波信号がHになっているゲートがHとなる。そして、
各ゲートU,V,WがLからHに切り変わる時が対応す
るトライアック10a〜10cに対する点弧タイミング
となる。
More specifically, this is implemented by a logic circuit as shown in FIG. Thus, for example, if the control rectangular wave signals u, v, w are as shown in FIG. 17, each of the gates U,
V and W are all L, and the gates whose corresponding control rectangular wave signals are H are H otherwise. And
The time when each of the gates U, V, W switches from L to H is the firing timing for the corresponding triac 10a to 10c.

【0063】波形成形回路34は、上記各ゲートがLか
らHに切り変わった時にパルス幅の短いトリガパルスが
出力され、その後はLの状態が保持されるようにした回
路で、これにより所望のタイミング(ゲートがLからH
に切り変わる時)でのみ確実に点弧信号が発生するよう
にしている。
The waveform shaping circuit 34 is a circuit in which a trigger pulse having a short pulse width is output when each of the gates changes from L to H, and the L state is maintained thereafter. Timing (gate is L to H
Only when the switch is made, the ignition signal is ensured to be generated.

【0064】具体的には、図18に示すように、微分回
路34aと、シュミットトリガ回路34bとを備え、ゲ
ート信号の反転信号を微分回路34aに与え、この微分
回路34aにより、ゲート信号がLからHに変わる時を
検出し、トリガパルスを発生させる。このように微分回
路34aを設けたことにより、LからHに変わるように
急な変化があった時のみトリガパルスを出力するように
し、ノイズによりHレベルで微小変動しているような場
合に誤って点弧信号が出力されないようにしている。そ
して、シュミットトリガ回路34bにより、上記トリガ
パルスをパルス幅の短い単発の矩形波を出力させる。こ
の矩形波が点弧信号となる(図19参照)。
More specifically, as shown in FIG. 18, a differentiating circuit 34a and a Schmitt trigger circuit 34b are provided, and an inverted signal of the gate signal is supplied to the differentiating circuit 34a. Detects the time when the signal changes from H to H, and generates a trigger pulse. By providing the differentiating circuit 34a in this way, a trigger pulse is output only when there is a sudden change such as changing from L to H. So that the firing signal is not output. Then, the Schmitt trigger circuit 34b outputs the trigger pulse as a single rectangular wave having a short pulse width. This rectangular wave becomes a firing signal (see FIG. 19).

【0065】このように、本例では、少なくとも2つ以
上のゲートがオンになっていることが条件のため、指令
値(位相角)は、0度〜120+α度の範囲(αはパル
ス補正回路24における遅延時間に対応)で制御可能と
なる。すなわち、120+α度を超えると、u,v,w
のゲート信号(トリガパルス)が同時に複数がオンにな
る箇所がなくなるからである。そして理想的には150
度までの制御が可能となる。
As described above, in this example, since at least two gates are turned on, the command value (phase angle) is in the range of 0 to 120 + α degrees (α is a pulse correction circuit). 24 (corresponding to the delay time in FIG. 24). That is, if it exceeds 120 + α degrees, u, v, w
This is because there is no place where a plurality of gate signals (trigger pulses) are simultaneously turned on. And ideally 150
Control to a degree is possible.

【0066】ドライブ回路40は、点弧信号を受け、ト
ライアック10a〜10cを駆動するもので、図20に
示すように、入力側にスイッチ41となるトランジスタ
を備え、電源電圧Vccとアース間には、直列接続され
た上記スイッチ41とフォトトライアックカプラ42が
配置される。また、フォトトライアックカプラ42の受
光側には制御対象のトライアック10a〜10cが接続
される。これにより、点弧信号を受けると、スイッチ4
1を構成するトランジスタがオンになるので、スイッチ
が閉じフォトトライアックカプラ42に電流が流れ、発
光する。その発光を受けて受光側もオンになり、フォト
トライアックカプラ42を介して電源と負荷とが導通さ
れ電力供給され、それにともないトライアック10aが
点弧される。
The drive circuit 40 receives the ignition signal and drives the triacs 10a to 10c. As shown in FIG. 20, the drive circuit 40 includes a transistor serving as a switch 41 on the input side, and connects the power supply voltage Vcc to the ground. The switch 41 and the phototriac coupler 42 connected in series are arranged. The triacs 10a to 10c to be controlled are connected to the light receiving side of the phototriac coupler 42. Thus, when the ignition signal is received, the switch 4
Since the transistor constituting 1 is turned on, the switch is closed and a current flows through the phototriac coupler 42 to emit light. Upon receiving the light emission, the light receiving side is also turned on, the power supply and the load are conducted through the phototriac coupler 42, and the power is supplied, whereby the triac 10a is fired.

【0067】なお、図中符合43は、RC直列回路から
なるスナバ回路であり、同44は、バリスタである。そ
して、係るドライブ回路40の構成は、従来のものと同
様のものを用いることができるので、詳細な説明を省略
する。さらに上記構成のドライブ回路40は、各トライ
アック10a〜10cに対してそれぞれ接続され、所定
のタイミング(120度ずつずれる)で点弧させる。
In the drawing, reference numeral 43 denotes a snubber circuit composed of an RC series circuit, and reference numeral 44 denotes a varistor. Since the configuration of the drive circuit 40 can be the same as that of the conventional drive circuit, detailed description will be omitted. Further, the drive circuit 40 having the above configuration is connected to each of the triacs 10a to 10c and fires at a predetermined timing (shifted by 120 degrees).

【0068】そして、上記のようにドライブ回路40
は、波形成形回路34より出力される点弧信号にしたが
って所定のトライアック10a〜10cをオンにし、し
かも係る点弧信号は、パルス補正回路24によって点弧
角指令値が90度を越えた場合には、オフになる時間が
180度以上になるので、複数のトライアックがオンで
きる区間が0〜120+α度(補正しない場合には12
0度)となり、制御可能な区間が伸び、しかも低電圧で
も制御可能とる。
Then, as described above, the drive circuit 40
Turns on the predetermined triacs 10a to 10c in accordance with the ignition signal output from the waveform shaping circuit 34, and the ignition signal is generated when the ignition angle command value exceeds 90 degrees by the pulse correction circuit 24. Indicates that the interval in which a plurality of triacs can be turned on is 0 to 120 + α degrees (when correction is not performed,
0 degree), so that the controllable section is extended and controllable even at a low voltage.

【0069】さらに本実施例では、電源信号のゼロクロ
スをゼロクロス検出回路21を用いてアナログ方式によ
り検出しているため、デジタル方式の欠点であるサンプ
リングタイムに基づく誤差がなく正確に検出できる。ま
た、1つの相間電圧(本例ではUV間)に基づいて、シ
フトレジスタ31等のデジタル回路にて各電源ラインに
挿入されたトライアックに対する点弧タイミングを生成
しているため、各トライアック10a〜10cの点弧タ
イミングは120度ずつ正確にずらせることができる。
Further, in this embodiment, since the zero-cross of the power signal is detected by the analog system using the zero-cross detecting circuit 21, it is possible to detect the zero-cross accurately without any error based on the sampling time, which is a disadvantage of the digital system. Further, based on one inter-phase voltage (between UV in this example), a digital circuit such as the shift register 31 generates a firing timing for a triac inserted into each power supply line, so that each triac 10a to 10c Can be accurately shifted by 120 degrees.

【0070】次に、上記した実施例を用い、点弧タイミ
ング(点弧角指令値)が0度(ゼロクスからの遅れ位相
(以下同じ))、30度,60度,90度,120度,
130度,140度の時の、各相U,V,Wの波形と、
UV間の相間電圧及び出力電圧RSの関係を図21〜図
27にそれぞれ示す。なお、各図中下方に示したトリガ
パルスは、上記したシフトレジスタ31からの出力(制
御用矩形波信号u,v,w)である。
Next, using the above-described embodiment, the firing timing (firing angle command value) is 0 degree (delay phase from Xerox (the same applies hereinafter)), 30 degrees, 60 degrees, 90 degrees, 120 degrees,
The waveform of each phase U, V, W at 130 degrees and 140 degrees,
The relationship between the UV inter-phase voltage and the output voltage RS is shown in FIGS. The trigger pulse shown in the lower part of each figure is the output (the control rectangular wave signal u, v, w) from the shift register 31 described above.

【0071】図21から明らかなように、点弧角指令値
が0度の時は、すべてのゲート信号が常時ONになって
いるので、U,V,W相が常時3相負荷に供給される
(各電源信号のゼロクロス通過と同時に対応するトライ
アックが点弧される)ため、UVの相間電圧と同期し、
綺麗な正弦波が出力される。そして、点弧各指令値が増
加するにつれて、ゼロクロスから点弧されるまでの時間
が長くなり、その間の負荷への電力供給はないため、出
力電圧RSは図示のように二点鎖線で示す正弦波(U
V)に対して歪んだ波形となり、その電力供給量も減少
する(図22〜図24)。
As is clear from FIG. 21, when the firing angle command value is 0 degrees, all the gate signals are always ON, so that the U, V and W phases are always supplied to the three-phase load. (The corresponding triac is fired at the same time as the zero crossing of each power signal), so that it is synchronized with the UV interphase voltage,
A beautiful sine wave is output. Then, as the firing command values increase, the time from zero crossing to firing becomes longer, and there is no power supply to the load during that time. Therefore, the output voltage RS becomes the sine Wave (U
V), the waveform becomes distorted, and the power supply amount also decreases (FIGS. 22 to 24).

【0072】そして、点弧角指令値が120度になる
と、90度を越えているのでパルス補正回路24による
遅延処理が作動する。よって、図25に示すように18
0度になってもオフにならずトリガがオンとなっている
期間が約20度程度延長される。従って、その延長され
た期間で2つのトリガがオンとなるため、2つのトライ
アックがオン状態となり、僅かな期間であるが出力電圧
RSが発生する。そしてこれは点弧角指令値が130度
のときもオン時間がさらに短くなるが同様の動作原理に
より僅かに電力供給が可能となる(図26参照)。
When the firing angle command value reaches 120 degrees, it exceeds 90 degrees, so that the delay processing by the pulse correction circuit 24 operates. Therefore, as shown in FIG.
Even when it reaches 0 degrees, the period during which the trigger is on without being turned off is extended by about 20 degrees. Accordingly, two triggers are turned on during the extended period, so that two triacs are turned on, and the output voltage RS is generated for a short period. In this case, when the firing angle command value is 130 degrees, the on-time is further shortened, but power can be supplied slightly according to the same operation principle (see FIG. 26).

【0073】そして、点弧角指令値が140度になる
と、複数のトリガが同時にオンすることがなくなるの
で、各ゲートは常時オフとなるため、出力電圧RSもゼ
ロとなる。この点弧角指令値に対する出力電圧の関係
は、図28のように、ほぼリニアに減少していき、14
0度でゼロとなる。なお、理論的には150度までの制
御が可能であるが、確実に2つのトライアックが同時に
オン、すなわち、各相用のトリガがオンとなっている区
間が重複するためには、若干のマージンを取り、上記の
ように140度程度までが安定した制御が行えた。
When the firing angle command value becomes 140 degrees, a plurality of triggers are not turned on at the same time, and each gate is always turned off, so that the output voltage RS becomes zero. The relationship between the firing angle command value and the output voltage decreases almost linearly as shown in FIG.
It becomes zero at 0 degrees. It should be noted that although control up to 150 degrees is theoretically possible, the two triacs must be turned on at the same time, that is, in order that the sections in which the triggers for each phase are on overlap, some margin may be required. And stable control was performed up to about 140 degrees as described above.

【0074】なお、上記した実施例では、アナログ方式
とデジタル方式を融合して構成した新規な構成からなる
3相電力調整器に適用した例について示したが、本発明
はこれに限ることなく、他の3相電力調整器(スイッチ
ング素子としてトライアックを使用するもの)にも適用
することができる。
In the above-described embodiment, an example is shown in which the present invention is applied to a three-phase power regulator having a new configuration in which the analog system and the digital system are combined, but the present invention is not limited to this. It can also be applied to other three-phase power regulators (those using a triac as a switching element).

【0075】一例を示すと図29のようになる。すなわ
ち、同図はアナログタイプに適用した例で、アナログタ
イプの場合は、図示のように一度3相電源ラインのU,
V,W相から中性点に対する信号を例えばY−Y結線し
たトランス50から取り出し、その取り出した信号(電
源信号)を、各単相のトライアックを用いた3つの単相
電力調整器51にそれぞれ与える。3つの単相電力調整
器51には、それぞれ同一の点弧角指令値が設定され、
所定の点弧角で内蔵するトライアック51aを点弧し、
所定角度分だけ負荷に電力供給をする。
FIG. 29 shows an example. That is, the figure is an example applied to an analog type. In the case of an analog type, as shown in FIG.
From the V and W phases, a signal for a neutral point is extracted from, for example, a Y-Y connected transformer 50, and the extracted signal (power signal) is supplied to three single-phase power regulators 51 each using a single-phase triac. give. The same firing angle command value is set in each of the three single-phase power regulators 51.
At a predetermined firing angle, the built-in triac 51a is fired,
Power is supplied to the load by a predetermined angle.

【0076】そして各単相電力調整器51は、同図
(B)に示すように、電源信号に基づいてゼロクロス検
出回51b,基準波生成回路51cを用いて三角波(の
こぎり波)を発生させ、コンパレータ51dにてその三
角波と指令信号(DC)との比較を行い、指令信号に応
じたデューティ比のパルスを生成する。係る構成は従来
の通常の単相電力調整器と同様である。そして、本発明
では係るコンパレータ51dの出力をパルス補正回路5
1e,ゲートパルスアンプ51fを介してトライアック
51aへ与えるようにしている。
Then, each single-phase power regulator 51 generates a triangular wave (sawtooth wave) using the zero-cross detection circuit 51b and the reference wave generation circuit 51c based on the power supply signal, as shown in FIG. The comparator 51d compares the triangular wave with the command signal (DC), and generates a pulse having a duty ratio according to the command signal. Such a configuration is the same as a conventional ordinary single-phase power regulator. In the present invention, the output of the comparator 51d is connected to the pulse correction circuit 5d.
1e, the signal is supplied to the triac 51a via the gate pulse amplifier 51f.

【0077】そして、パルス補正回路51eは、点弧角
指令値90度よりも大きい場合に、基準パルスの立ち下
がりを延長して遅らせるもので、具体的な回路構成は、
例えば図30に示すようになっている。図から明らかな
ように、このパルス補正回路51eは、上記した実施例
におけるパルス補正回路24と基本的に同一構成を採
る。そして、パルスの延長の有無を制御決定するトラン
ジスタTr3は、遅延素子51gの出力によりオン/オ
フされる。この遅延素子51gは、例えばタイマを用い
ることができ、90度出力指令でパルス補正回路が駆動
し、遅延を開始するようになっている。なお、本回路の
具体的な動作原理は、上記した実施例と同様であるの
で、その詳細な説明を省略する。なおまた、ゲートパル
スアンプ51fは、上記した実施例におけるドライブ回
路40に相当する。
The pulse correction circuit 51e extends and delays the fall of the reference pulse when the firing angle command value is larger than 90 degrees. The specific circuit configuration is as follows.
For example, as shown in FIG. As is clear from the drawing, the pulse correction circuit 51e has basically the same configuration as the pulse correction circuit 24 in the above-described embodiment. Then, the transistor Tr3 for controlling and determining whether or not to extend the pulse is turned on / off by the output of the delay element 51g. As the delay element 51g, for example, a timer can be used, and the pulse correction circuit is driven by a 90-degree output command to start delay. Note that the specific operation principle of this circuit is the same as that of the above-described embodiment, and a detailed description thereof will be omitted. The gate pulse amplifier 51f corresponds to the drive circuit 40 in the above-described embodiment.

【0078】係る構成にすることにより、各単相電力調
整器51により動作制御されるトライアック51aは、
180度を超えてもオン状態を維持できるので、結局複
数のトライアックが同時にオンになっている状態が、0
〜120+α度となり、上記遅延分に相当するα度分だ
け制御可能な角度範囲が広がる。
With this configuration, the triac 51a whose operation is controlled by each single-phase power regulator 51 is
Since the on state can be maintained even when the angle exceeds 180 degrees, the state in which a plurality of triacs are simultaneously turned on becomes zero.
120120 + α degrees, and the controllable angle range is widened by α degrees corresponding to the delay amount.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る3相電力調
整器では、パルス補正手段により、基準パルスの立ち下
がりを延長することができるので、スイッチング素子と
してトライアックを用いつつ点弧角指令が120度以上
で同時に複数のトライアックをオンにすることができ
る。このように、120度以上の点弧角制御を可能にす
ることから、低電圧での安定した制御を行うことができ
る。そして、単相電力調整器として一般に用いられてい
るトライアックを用いて3相電力調整器を構成すること
ができるので、装置の共通化が図れ、コスト安となる。
As described above, in the three-phase power regulator according to the present invention, the fall of the reference pulse can be extended by the pulse correction means. There can be turned on a plurality of the triac at the same time 120 degrees or more. As described above, since the firing angle control of 120 degrees or more is enabled, stable control at a low voltage can be performed. Since a three-phase power regulator can be configured using a triac generally used as a single-phase power regulator, the devices can be shared and the cost can be reduced.

【0080】さらに請求項2のように構成した場合に
は、高分解能で、正確にゼロクロスを検出でき、各相の
点弧タイミングが120度ずつずれ、安定した駆動が行
なえ、小型で発熱量も少なくすることができる。
Further, in the case of the configuration according to claim 2, the zero cross can be detected accurately with high resolution, the ignition timing of each phase is shifted by 120 degrees, stable driving can be performed, and the size and heat generation amount are small. Can be reduced.

【0081】すなわち、任意の2相の相間電圧に基づい
て基準信号を生成するため、トランス等は1つで済み、
発熱量を抑制できる。そして、ゼロクロス検出から基準
波成形並びに指令値との比較までの基準信号を出力する
単相コントロールをアナログ回路で構成したため、ゼロ
クロスを正確に検出すことができる。
That is, since a reference signal is generated based on an arbitrary two-phase voltage, only one transformer is required.
The calorific value can be suppressed. Since the single-phase control that outputs the reference signal from the detection of the zero cross to the shaping of the reference wave and the comparison with the command value is configured by an analog circuit, the zero cross can be detected accurately.

【0082】また、実際にトライアックを点弧する点弧
信号は、アナログ方式により生成された1つの基準信号
に対してデジタル処理をして所定角度だけずらすことに
より形成されるので、各相の点弧タイミングは正確に1
20度ずつずれる。
The firing signal for actually firing the triac is formed by performing digital processing on one reference signal generated by the analog method and shifting the reference signal by a predetermined angle. The arc timing is exactly 1
It shifts by 20 degrees.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る3相電力調整器の一実施例を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a three-phase power regulator according to the present invention.

【図2】電源装置並びにゼロクロス検出器の内部構成を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of a power supply device and a zero-cross detector.

【図3】ゼロ検出回路の動作原理を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an operation principle of the zero detection circuit.

【図4】基準波生成部の回路構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration of a reference wave generation unit.

【図5】基準波生成部内の充電回路の動作原理を示す図
である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an operation principle of a charging circuit in a reference wave generation unit.

【図6】基準波生成部の出力特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating output characteristics of a reference wave generation unit.

【図7】基準波生成部の変形例の動作を説明する図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating an operation of a modification of the reference wave generation unit.

【図8】パルス補正回路の回路構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a circuit configuration of a pulse correction circuit.

【図9】パルス補正回路内のRC充放電回路の動作原理
を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an operation principle of an RC charge / discharge circuit in the pulse correction circuit.

【図10】パルス補正回路の動作を説明するタイムチャ
ートである。
FIG. 10 is a time chart illustrating an operation of the pulse correction circuit.

【図11】パルス補正回路の動作を説明するタイムチャ
ートである。
FIG. 11 is a time chart illustrating an operation of the pulse correction circuit.

【図12】パルス補正回路の作用を説明する波形図であ
る。
FIG. 12 is a waveform diagram illustrating the operation of the pulse correction circuit.

【図13】各電源信号の位相差の相関関係を示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram illustrating a correlation between phase differences of power supply signals.

【図14】シフトレジスタの動作原理を示すタイミング
チャートである。
FIG. 14 is a timing chart illustrating the operation principle of a shift register.

【図15】3相負荷に対する電力供給の状態を説明する
図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a state of power supply to a three-phase load.

【図16】出力ロジック回路の内部構成を示す図であ
る。
FIG. 16 is a diagram showing an internal configuration of an output logic circuit.

【図17】出力ロジック回路の動作の一例を示すタイミ
ングチャートである。
FIG. 17 is a timing chart showing an example of the operation of the output logic circuit.

【図18】波形成形回路の内部構成を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing an internal configuration of a waveform shaping circuit.

【図19】波形成形回路の動作を説明するタイミングチ
ャートである。
FIG. 19 is a timing chart illustrating the operation of the waveform shaping circuit.

【図20】ドライブ回路の内部構成を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing an internal configuration of a drive circuit.

【図21】点弧角指令が0度の時の各波形の状態を示す
図である。
FIG. 21 is a diagram showing the state of each waveform when the firing angle command is 0 degrees.

【図22】点弧角指令が30度の時の各波形の状態を示
す図である。
FIG. 22 is a diagram showing a state of each waveform when a firing angle command is 30 degrees.

【図23】点弧角指令が60度の時の各波形の状態を示
す図である。
FIG. 23 is a diagram showing a state of each waveform when the firing angle command is 60 degrees.

【図24】点弧角指令が90度の時の各波形の状態を示
す図である。
FIG. 24 is a diagram showing the state of each waveform when the firing angle command is 90 degrees.

【図25】点弧角指令が120度の時の各波形の状態を
示す図である。
FIG. 25 is a diagram showing a state of each waveform when a firing angle command is 120 degrees.

【図26】点弧角指令が130度の時の各波形の状態を
示す図である。
FIG. 26 is a diagram showing a state of each waveform when a firing angle command is 130 degrees.

【図27】点弧角指令が140度の時の各波形の状態を
示す図である。
FIG. 27 is a diagram showing the state of each waveform when the firing angle command is 140 degrees.

【図28】本実施例の点弧各指令に対する出力電圧の関
係を示す図である。
FIG. 28 is a diagram illustrating a relationship between an output voltage and each firing command according to the present embodiment.

【図29】本発明に係る3相電力調整器の他の実施例を
示す図である。
FIG. 29 is a diagram showing another embodiment of the three-phase power regulator according to the present invention.

【図30】そのパルス補正回路の内部構成を示す回路図
である。
FIG. 30 is a circuit diagram showing an internal configuration of the pulse correction circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10a〜10c トライアック 11 3相負荷 20 単相コントローラ 21 ゼロクロス検出回路 22 基準波成形回路 23 コンパレータ 24 パルス補正回路 30 点弧信号生成回路 31 シフトレジスタ(記憶素子) 40 ドライブ回路 10a to 10c Triac 11 Three-phase load 20 Single-phase controller 21 Zero-cross detection circuit 22 Reference wave shaping circuit 23 Comparator 24 Pulse correction circuit 30 Firing signal generation circuit 31 Shift register (storage element) 40 Drive circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−194546(JP,A) 特開 昭59−106879(JP,A) 特開 昭61−15565(JP,A) 特開 平6−14546(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 1/08 321 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-8-194546 (JP, A) JP-A-59-106879 (JP, A) JP-A-61-15565 (JP, A) 14546 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H02M 1/08 321

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 3相電源から負荷への電源ライン上に実
装されたトライアックの点弧角を制御する3相電力調整
器において、 前記電源ラインを流れる電源信号に基づいて検出される
ゼロクロスから上昇する基準波と、与えられた点弧角指
令値から、その点弧角指令値に応じたパルス幅からなる
基準パルスを生成する手段と、 前記点弧角指令値が少なくとも120度以上の時に、前
記生成された基準パルスの立ち下がりを遅延させるパル
ス補正手段と、 前記パルス補正手段の出力に基づいて前記トライアック
を点弧させる手段とを備え、前記パルス補正手段により遅延させる期間は、前記電源
信号のゼロクロス後も前記トライアックをオン状態にし
て、複数のトライアックを同時にオン状態にするために
十分な期間であることを特徴とする 3相電力調整器。
1. A three-phase power regulator for controlling a firing angle of a triac mounted on a power line from a three-phase power supply to a load, wherein the three-phase power conditioner is detected based on a power signal flowing through the power line.
Reference wave rising from zero cross and given firing angle finger
Means for generating a reference pulse having a pulse width corresponding to the firing angle command value from the command value, and delaying the fall of the generated reference pulse when the firing angle command value is at least 120 degrees or more. A pulse correction unit for causing the triac to ignite based on an output of the pulse correction unit.
Keep the triac on even after signal zero crossing.
To turn on multiple triacs at the same time
A three-phase power conditioner characterized by a sufficient period .
【請求項2】 3相の電源ラインのうちの任意の2相の
相間電圧に基づいて各相の点弧信号の基準となる基準パ
ルスを生成するアナログ式の単相コントローラと、 その単相コントローラの出力に対して、デジタル処理に
より120度ずつ位相角を遅らせて各相に対する点弧信
号を生成する点弧信号生成手段と、 その点弧信号生成手段から受ける点弧信号に基づいて前
記各電源ライン上に実装されたトライアックを点弧する
駆動手段とを備え、 かつ、前記単相コントローラが、前記点弧角指令値が
なくとも120度以上の時に、前記生成された基準パル
スの立ち下がりを遅延させるパルス補正手段をさらに備
え、前記パルス補正手段により遅延させる期間は、前記電源
信号のゼロクロス後も前記トライアックをオン状態にし
て、複数のトライアックを同時にオン状態にするために
十分な期間であることを特徴とする 3相電力調整器。
2. An analog single-phase controller for generating a reference pulse serving as a reference for an ignition signal of each phase based on an inter-phase voltage of any two phases of a three-phase power line, and the single-phase controller. A firing signal generating means for generating a firing signal for each phase by delaying a phase angle by 120 degrees by digital processing with respect to the output of the power supply, and each of the power supplies based on the firing signal received from the firing signal generating means. Drive means for igniting a triac mounted on the line, and wherein the single-phase controller has a small ignition angle command value.
When more than 120 degrees even without further comprises a pulse correction means for delaying the falling edge of the generated reference pulse, a period for delaying by said pulse correction means, the power supply
Keep the triac on even after signal zero crossing.
To turn on multiple triacs at the same time
A three-phase power conditioner characterized by a sufficient period .
【請求項3】 前記点弧信号生成手段が、前記パルス補
正手段にからの出力信号のL/Hの状態を記憶するとと
もに所定のタイミングで記憶情報をシフトするシフトレ
ジスタを備え、 そのシフトレジスタの所望の出力端子からの出力に基づ
いて点弧信号を生成するようにし、 かつ、前記パルス補正手段にて遅延処理をするか否かの
制御信号として、前記シフトレジスタの出力を用いるよ
うにした請求項2に記載の3相電力調整器。
3. The ignition signal generating means includes a shift register which stores an L / H state of an output signal from the pulse correction means and shifts stored information at a predetermined timing. A fire signal is generated based on an output from a desired output terminal, and an output of the shift register is used as a control signal as to whether or not to perform delay processing by the pulse correction means. Item 3. The three-phase power regulator according to Item 2.
【請求項4】 前記パルス補正手段は、時定数を切替可
能なCR充放電回路を備え、ゼロクロスから所定の位相
角が経過した時に与えられる制御信号に基づいて、前記
CR充放電回路の時定数を切り換え、前記基準パルスの
立ち下がりを遅延させるようにした請求項1〜3のいず
れか1項に記載の3相電力調整器。
4. The pulse correction means includes a CR charge / discharge circuit capable of switching a time constant, and the time constant of the CR charge / discharge circuit is determined based on a control signal given when a predetermined phase angle has elapsed from a zero cross. The three-phase power regulator according to any one of claims 1 to 3, wherein the three-phase power regulator is switched to delay the fall of the reference pulse.
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