JP5995186B2 - Zero cross detection circuit - Google Patents

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Description

本発明は、ゼロクロス検出回路に係り、特に交流電源の電圧が0Vになる点を検知するゼロクロス検出回路の低消費化に好適な回路構成に関する発明である。   The present invention relates to a zero-cross detection circuit, and more particularly to a circuit configuration suitable for reducing the consumption of a zero-cross detection circuit that detects a point where the voltage of an AC power supply becomes 0V.

低消費化を目指したゼロクロス検出回路で、例えば、特許文献1が図1のゼロクロス検知回路342を開示している。図1を参照して、ゼロクロス検知回路342は、交流電源の電圧の絶対値が所定値より高い時には電解コンデンサ392に電力を蓄積し、交流電源の電圧の絶対値が所定値より低い時に電力を放出してフォトカプラ398に電流が流れゼロクロスを検出する。よって、交流電源の電圧が0Vでない時は常に電流が流れる従来のゼロクロス検出回路とを比較すると、ゼロクロス検知回路342の方が低消費となる。
しかし、このような場合、電子部品のバラツキや温度特性により、フォトカプラ398の駆動時間は変動する。そのため交流電源の電圧が0Vになる点を確実に検出するために、フォトカプラ398の通電時間にマージンを取る必要がある。そうすると、フォトカプラ398に電流が流れる時間が長くなり消費電力が増加するという問題があった。
For example, Patent Document 1 discloses a zero-cross detection circuit 342 shown in FIG. Referring to FIG. 1, zero cross detection circuit 342 accumulates electric power in electrolytic capacitor 392 when the absolute value of the AC power supply voltage is higher than a predetermined value, and supplies electric power when the absolute value of the AC power supply voltage is lower than the predetermined value. The current flows to the photocoupler 398 and zero crossing is detected. Therefore, when compared with a conventional zero-cross detection circuit in which current always flows when the voltage of the AC power supply is not 0 V, the zero-cross detection circuit 342 consumes less power.
However, in such a case, the driving time of the photocoupler 398 varies due to variations in electronic components and temperature characteristics. Therefore, it is necessary to take a margin in the energization time of the photocoupler 398 in order to reliably detect the point where the voltage of the AC power supply becomes 0V. As a result, there is a problem that the time during which a current flows through the photocoupler 398 becomes longer and the power consumption increases.

特開2010−54306号公報(第18頁、図5)JP 2010-54306 A (page 18, FIG. 5)

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、交流電源の電圧が0Vになる瞬間の極力短い時間のみゼロクロス信号を検出し、消費電力の低減を測ることである。   The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to detect a zero-cross signal only for a short time as soon as the voltage of the AC power supply becomes 0 V, and to measure reduction in power consumption. is there.

上記目的を達成するために請求項1記載の発明によれば、交流電源のゼロクロスタイミングを検出するゼロクロス検出回路であって、第1のフォトカプラと、前記第1のフォトカプラへ通電するためにON/OFFするスイッチング素子と、前記第1のフォトカプラの通電状態に基いてゼロクロスタイミングを検出すると共に、前記スイッチング素子のON/OFF状態を切り替える制御部と、を備え、前記第1のフォトカプラは、前記スイッチング素子がON状態且つ交流電源の電圧が正の時に通電され、前記制御部は、交流電源の電圧が負のタイミングで前記スイッチング素子をONし、前記スイッチング素子をONしてから所定時間は前記第1のフォトカプラの通電状態有無の判断をしない期間を設け、所定時間以降に前記第1のフォトカプラの通電状態有無の判断を開始し、前記第1のフォトカプラへの通電が確認されたら前記スイッチング素子をOFFすることを特徴とする。
よって、電子部品のバラツキや温度特性を考慮することなく、ゼロクロス信号を取り込
むために必要な時間のみ第1のフォトカプラへ通電させ、無駄な電力消費を低減すること
を可能とした。さらに、電源プラグが抜かれた場合、コンデンサ等に溜まった電荷により、スイッチング素子を通電した直後に第1のフォトカプラが通電し、それに伴って制御部には信号遷移(エッジ)が取り込まれるが、制御部では所定時間は信号遷移の検出をしないため取り込まれた信号遷移は無視される。そして、所定時間以降に遅れて信号遷移の有無の判断を開始した時には信号遷移が検出されることはないのでスイッチング素子がON継続して、内蔵しているコンデンサに溜まっている電荷を第1のフォトカプラの通電によって消費することができる。そのため、電源プラグが抜かれてからの放電が速やかとなる。
According to the invention of claim 1, wherein in order to achieve the above object, a zero-cross detection circuit for detecting a zero-cross timing of the AC power source, a first photocoupler, for energizing the first photocoupler and oN / OFF switching element, and detects the zero-cross timing have groups Dzu the energized state of the first photocoupler, and a control unit for switching the oN / OFF state of the switching element, the first photo The coupler is energized when the switching element is in the ON state and the voltage of the AC power supply is positive, and the control unit turns on the switching element at a negative timing of the AC power supply voltage and turns on the switching element. The predetermined time is provided with a period during which it is not determined whether or not the first photocoupler is energized. Start the determination of the energization state whether photocoupler, characterized in that it OFF the switching element When energization is confirmed to the first photocoupler.
Therefore, it is possible to reduce the wasteful power consumption by energizing the first photocoupler only for the time necessary for taking in the zero cross signal without considering the variation of the electronic parts and the temperature characteristics. Furthermore, when the power plug is pulled out, the first photocoupler is energized immediately after the switching element is energized due to the charge accumulated in the capacitor or the like, and accordingly, the signal transition (edge) is taken into the control unit. Since the control unit does not detect the signal transition for a predetermined time, the captured signal transition is ignored. When the determination of the presence / absence of signal transition is started after a predetermined time, since the signal transition is not detected, the switching element continues to be turned on, and the charge accumulated in the built-in capacitor is changed to the first charge. It can be consumed by energizing the photocoupler. Therefore, the discharge after the power plug is unplugged is quick.

また、請求項記載の発明によれば、前記スイッチング素子は高耐圧トランジスタを用
いて構成されており、前記制御部と前記高耐圧トランジスタとの間に第2のフォトカプラ
を有することを特徴とする。
よって、スイッチング素子に高耐圧フォトカプラや高耐圧フォトMOSFETを使用す
れば第2のフォトカプラは不要となるが、高耐圧フォトカプラや高耐圧フォトMOSFE
Tは高価である。スイッチング素子に高耐圧トランジスタを使用し、その高耐圧トランジ
スタを第2のフォトカプラからの信号でONさせることにより、安価な電子部品で回路を
構成することが可能である。
According to a second aspect of the present invention, the switching element is configured using a high breakdown voltage transistor, and includes a second photocoupler between the control unit and the high breakdown voltage transistor. To do.
Therefore, if a high-voltage photocoupler or a high-voltage photoMOSFET is used for the switching element, the second photocoupler is not necessary, but the high-voltage photocoupler or the high-voltage photoMOSFE is used.
T is expensive. By using a high breakdown voltage transistor for the switching element and turning on the high breakdown voltage transistor with a signal from the second photocoupler, a circuit can be configured with inexpensive electronic components.

本発明によれば、ゼロクロス信号を取り込むためのフォトカプラへの通電時間を短縮可能で、低消費電力のゼロクロス検出回路を有する制御装置を提供できるという効果がある。   According to the present invention, it is possible to provide a control device that can shorten the energization time to a photocoupler for capturing a zero-cross signal and has a low-power-consumption zero-cross detection circuit.

特許文献に記載されているゼロクロス検知回路342の回路図である。It is a circuit diagram of the zero cross detection circuit 342 described in the patent document. 本発明に関わるゼロクロス検出回路500の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the zero cross detection circuit 500 in connection with this invention. ゼロクロス信号の取り込みタイミングを示す図である。It is a figure which shows the taking-in timing of a zero cross signal. 本発明の別実施形態についてゼロクロス信号の取り込みタイミングを示す図である。It is a figure which shows the taking-in timing of a zero cross signal about another embodiment of this invention. 本発明の別実施形態についてゼロクロス信号の取り込みタイミングを示す図である。It is a figure which shows the taking-in timing of a zero cross signal about another embodiment of this invention.

[回路構成]
図2は、本発明の実施の形態に係るゼロクロス検出回路500の回路構成を示す図である。
[Circuit configuration]
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of the zero-cross detection circuit 500 according to the embodiment of the present invention.

図2を参照して、ゼロクロス検出回路500は、そのカソードが交流電源520の一端に接続された第1のダイオード501と、そのカソードが交流電源520の他端に接続され、アソードが第1のダイオード501のアノードに接続された第2のダイオード511とを含む。   Referring to FIG. 2, a zero-cross detection circuit 500 includes a first diode 501 whose cathode is connected to one end of an AC power source 520, a cathode connected to the other end of the AC power source 520, and an asode having a first one. And a second diode 511 connected to the anode of the diode 501.

ゼロクロス検出回路500はさらに、発光ダイオード504及びトランジスタ505を含む第1のフォトカプラ521と、一端が発光ダイオード504のアノノード、他端が発光ダイオード504のカソードに接続されたコンデンサ502及び第4の抵抗503とを含む。コンデンサ502及び第4の抵抗503は、第1のフォトカプラ521へのノイズを吸収するための部品である。   The zero-cross detection circuit 500 further includes a first photocoupler 521 including a light emitting diode 504 and a transistor 505, a capacitor 502 having one end connected to the anode of the light emitting diode 504, and the other end connected to the cathode of the light emitting diode 504, and a fourth resistor. 503. The capacitor 502 and the fourth resistor 503 are components for absorbing noise to the first photocoupler 521.

ゼロクロス検出回路500はさらに、そのコレクタが発光ダイオード504のカソードに接続され、エミッタが第2のダイオード511のアノードに接続されたスイッチング素子510と、一端がスイッチング素子510のエミッタに接続され、他端がスイッチング素子510のベースに接続された、抵抗512と、一端が512の他端と接続された513とを含む。   The zero-cross detection circuit 500 further has a switching element 510 whose collector is connected to the cathode of the light emitting diode 504, an emitter connected to the anode of the second diode 511, one end connected to the emitter of the switching element 510, and the other end. Includes a resistor 512 connected to the base of the switching element 510, and 513 having one end connected to the other end of 512.

このスイッチング素子510は、高耐圧フォトカプラや高耐圧フォトMOSFET((Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)に比べて安価であるNPNバイポーラの高耐圧トランジスタによって構成されている、そのためなお、抵抗512はスイッチング素子510のベース抵抗であり、抵抗513はスイッチング素子510のベース-エミッタ間の電圧安定用の抵抗である。   The switching element 510 is composed of an NPN bipolar high voltage transistor, which is cheaper than a high voltage photocoupler or a high voltage photo MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). Is a base resistance of the switching element 510, and a resistance 513 is a resistance for voltage stabilization between the base and the emitter of the switching element 510.

ゼロクロス検出回路500はさらに、そのエミッタが513の他端と接続されたトランジスタ514と発光ダイオード515とを含む第2のフォトカプラ522と、一端が発光ダイオード515のカソードに接続された抵抗516と、そのエミッタが抵抗516の他端に接続されたトランジスタ517と、一端がトランジスタ517のエミッタ及び基準電圧に接続され、他端がトランジスタ517のベースに接続させた抵抗518と、一端が抵抗518の他端に接続された抵抗519とを含む抵抗内蔵トランジスタ523とを含む。
抵抗516は電流制限抵抗であり、抵抗518は内蔵トランジスタ517のベース-エミッタ間の電圧安定用の抵抗であり、抵抗519は内蔵トランジスタ517のベース抵抗である。
The zero-cross detection circuit 500 further includes a second photocoupler 522 including a transistor 514 and a light-emitting diode 515 whose emitter is connected to the other end of 513, a resistor 516 whose one end is connected to the cathode of the light-emitting diode 515, The transistor 517 whose emitter is connected to the other end of the resistor 516, the resistor 518 whose one end is connected to the emitter and reference voltage of the transistor 517, the other end is connected to the base of the transistor 517, and the other end of the resistor 518 And a resistor built-in transistor 523 including a resistor 519 connected to the end.
The resistor 516 is a current limiting resistor, the resistor 518 is a resistor for stabilizing the voltage between the base and the emitter of the built-in transistor 517, and the resistor 519 is a base resistor of the built-in transistor 517.

ゼロクロス検出回路500はさらに、一端が電源電位に接続され、他端がトランジスタ505のコレクタに接続された抵抗506と、一端が抵抗506の他端及びトランジスタ505のコレクタに接続された抵抗507とを含む。抵抗506、抵抗507は電流制限抵抗である。   The zero-cross detection circuit 500 further includes a resistor 506 having one end connected to the power supply potential and the other end connected to the collector of the transistor 505, and a resistor 507 connected to the other end of the resistor 506 and the collector of the transistor 505. Including. Resistors 506 and 507 are current limiting resistors.

ゼロクロス検出回路500はさらに、ゼロクロス信号を取り込むように抵抗507の他端と接続され、かつ、抵抗内蔵トランジスタ523のON/OFF状態を制御する信号を送るように抵抗519の他端と接続された制御部としてのCPU(Central Processing Unit)508を含む。   The zero-cross detection circuit 500 is further connected to the other end of the resistor 507 so as to capture the zero-cross signal, and is connected to the other end of the resistor 519 so as to send a signal for controlling the ON / OFF state of the transistor 523 with built-in resistor. A CPU (Central Processing Unit) 508 as a control unit is included.

[動作]
図2を参照して、上記した構成のゼロクロス検出回路500は以下のように動作する。
[Operation]
Referring to FIG. 2, the zero-cross detection circuit 500 having the above-described configuration operates as follows.

CPU508が抵抗内蔵トランジスタ523への出力信号をON/OFFすることで、抵抗内蔵トランジスタがON/OFFする。抵抗内蔵トランジスタ523がON/OFFすることで、第2のフォトカプラ515がON/OFFする。第2のフォトカプラ515がON/OFFすることで、スイッチング素子510がON/OFFする。   The CPU 508 turns on / off the output signal to the transistor with built-in resistor 523, so that the transistor with built-in resistor is turned on / off. When the resistor built-in transistor 523 is turned on / off, the second photocoupler 515 is turned on / off. When the second photocoupler 515 is turned on / off, the switching element 510 is turned on / off.

スイッチング素子510がON状態で、かつ、交流電源の電圧が正の時、第1のフォトカプラ521がONする。第1のフォトカプラ521がONすることで、CPU508への入力信号の電圧が電源電圧から基準電圧へ低下することにより、CPU508はゼロクロス信号を検出する。   When the switching element 510 is in the ON state and the voltage of the AC power supply is positive, the first photocoupler 521 is turned on. When the first photocoupler 521 is turned on, the voltage of the input signal to the CPU 508 decreases from the power supply voltage to the reference voltage, and the CPU 508 detects the zero cross signal.

第2のダイオード511は、交流電源の電圧が負の時には通電せず、スイッチング素子510への逆電圧印加を防止している。   The second diode 511 is not energized when the voltage of the AC power source is negative, and prevents reverse voltage application to the switching element 510.

図3は、交流電源と、CPU508がゼロクロス信号を取り込むために出力する信号と、CPU508がゼロクロス信号を検出するタイミングを示す図である。図2、3を参照すると、CPU508が交流電源の電圧が負の間の任意の時間を内蔵しているタイマーで予測して、抵抗内蔵トランジスタ523へ信号を出力する(T1)。CPU508からの信号を受けて抵抗内蔵トランジスタ523がONすることにより、第2のフォトカプラ522、スイッチング素子510もONする(T1)。スイッチング素子がON状態で、かつ、交流電源の電圧が負から正になり(T2)、発光ダイオード504のVfを超えた時点(T3)から第1のフォトカプラ521がONして電力を消費する。第1のフォトカプラ521がONするとCPU508への入力信号の電圧が電源電圧から基準電圧へ低下することにより、CPU508はゼロクロス信号を検出したと判断する。CPU508はゼロクロス信号を検出したと判断すると抵抗内蔵トランジスタ523への出力信号をOFFする(T4)。抵抗内蔵トランジスタ523への出力信号をOFFすると第1のフォトカプラ521もOFFし、電力を消費しなくなる。交流電源波形の斜線部(T3−T4間)が、ゼロクロス信号を検出するために第一のフォトカプラ521が通電し電力を消費する部分である。   FIG. 3 is a diagram illustrating an AC power supply, a signal output for the CPU 508 to capture a zero-cross signal, and a timing at which the CPU 508 detects the zero-cross signal. 2 and 3, the CPU 508 predicts an arbitrary time during which the voltage of the AC power supply is negative by a built-in timer, and outputs a signal to the resistor built-in transistor 523 (T1). When the resistor built-in transistor 523 is turned on in response to the signal from the CPU 508, the second photocoupler 522 and the switching element 510 are also turned on (T1). The first photocoupler 521 is turned on and consumes power from the time when the switching element is in the ON state and the voltage of the AC power supply changes from negative to positive (T2) and exceeds the Vf of the light emitting diode 504 (T3). . When the first photocoupler 521 is turned on, the voltage of the input signal to the CPU 508 decreases from the power supply voltage to the reference voltage, so that the CPU 508 determines that the zero cross signal has been detected. When the CPU 508 determines that the zero cross signal has been detected, the CPU 508 turns off the output signal to the resistor built-in transistor 523 (T4). When the output signal to the resistor built-in transistor 523 is turned OFF, the first photocoupler 521 is also turned OFF, and power is not consumed. The hatched portion (between T3 and T4) of the AC power supply waveform is a portion where the first photocoupler 521 is energized and consumes power in order to detect the zero cross signal.

なお、図3で説明した動作は、CPU508が待機状態である時の通常モードでの動作である。CPUは図示しない電気ヒータ等の負荷の駆動も制御するものであるが、この負荷の制御を必要としない待機状態では、ゼロクロス検出回路における電力消費を低減するために、図3に記載した通常モードでの動作を行う。一方、負荷の制御を行う場合には、交流電源の電圧が正から負に変わる立ち下がり時のゼロクロス信号も取り込んで、よりゼロクロスタイミングの検出精度を向上させる高検知モードで動作させる。   The operation described with reference to FIG. 3 is an operation in the normal mode when the CPU 508 is in a standby state. The CPU also controls driving of a load such as an electric heater (not shown). In a standby state that does not require control of the load, the normal mode described in FIG. 3 is used to reduce power consumption in the zero-cross detection circuit. Do the operation in. On the other hand, when the load is controlled, a zero-cross signal at the time of falling when the voltage of the AC power supply changes from positive to negative is taken in, and the operation is performed in a high detection mode that further improves the detection accuracy of the zero-cross timing.

具体的には、CPU508は、スイッチング素子510を常時駆動させておくことで、第1のフォトカプラに電流が流れたことを検出した後もスイッチング素子がONとなって、交流電源の電圧が正から負に変わる立ち下がり時に、CPU508の入力が立ち上がることでそのゼロクロスタイミングを検出することが可能である。   Specifically, the CPU 508 keeps the switching element 510 driven at all times, so that the switching element is turned on even after detecting that the current has flown through the first photocoupler, and the voltage of the AC power supply is positive. It is possible to detect the zero-crossing timing by the input of the CPU 508 rising at the falling edge that changes from negative to negative.

次に、図4に基づいて、本発明の別実施形態について説明する。この図4には、上段から順に、交流電源からの通電波形と、CPU508がゼロクロス信号を取り込むために抵抗内蔵トランジスタ523へ出力する信号を示したものと、CPU508がゼロクロス信号を待っている期間(遷移信号を検出可能な期間)を示したものと、CPU508に入力される第1フォトカプラ521からの信号遷移状態を示す図である。CPU508は第1のフォトカプラ521からの信号遷移によってゼロクロスタイミングを検出するものである。CPU508は抵抗内蔵トランジスタ523へT1、T6のタイミングで信号を出力し、それから所定期間T5、T7までは信号遷移がCPU508へ取込まれたとしても無視する期間(非検出期間)を設ける。この期間は実際に信号遷移が取込まれるタイミングT3より十分な余裕を持たせ、電源プラグが挿された状態であれば、T1とT5、T6とT7の間に信号遷移が取込まれないような値とする。電源プラグが挿された状態であれば、T1の期間で抵抗内蔵トランジスタ523へ信号を出力しても、実際にゼロクロスの信号遷移がCPU508に入力されるのはT3のタイミングとなり、T4のタイミングで抵抗内蔵トランジスタ523への信号の出力を止め、第一のフォトカプラ521への電流消費を遮断する。また、図4のように電源プラグが抜かれた場合は、図2の交流電源の相間の間にあるコンデンサ600によって交流電圧が保持される。交流電圧が保持されたまま、CPU508が抵抗内蔵トランジスタ523へT6のタイミングで信号を出力した場合、T6のタイミングで信号遷移はCPU508の非検出期間に取込まれることとなる。その後、T7以降は信号遷移がCPU508に取込まれることは無い為、CPU508は信号遷移を待ち続け、抵抗内蔵トランジスタ523をONし続けることとなる。そのため、内蔵しているコンデンサに溜まっている電荷を第1のフォトカプラが通電によって消費することとなり、電源プラグが抜かれてからの放電はT6からT8の期間で速やかとなる。   Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows an energization waveform from an AC power source, a signal output to the transistor 523 with a built-in resistor so that the CPU 508 captures the zero-cross signal, and a period during which the CPU 508 waits for the zero-cross signal (in order from the top). FIG. 6 is a diagram illustrating a period in which a transition signal can be detected and a signal transition state from the first photocoupler 521 input to the CPU 508. The CPU 508 detects the zero cross timing by the signal transition from the first photocoupler 521. The CPU 508 outputs a signal to the resistor built-in transistor 523 at the timings T1 and T6, and then provides a period (non-detection period) until the predetermined period T5 and T7 is ignored even if the signal transition is taken into the CPU 508. In this period, a sufficient margin is provided from the timing T3 at which the signal transition is actually taken, and if the power plug is inserted, the signal transition is not taken between T1 and T5 and T6 and T7. The value is If the power plug is inserted, even if a signal is output to the resistor built-in transistor 523 during the period T1, the zero cross signal transition is actually input to the CPU 508 at the timing T3, and at the timing T4. The output of the signal to the resistor built-in transistor 523 is stopped, and the current consumption to the first photocoupler 521 is cut off. When the power plug is removed as shown in FIG. 4, the AC voltage is held by the capacitor 600 between the phases of the AC power supply shown in FIG. When the CPU 508 outputs a signal to the resistor built-in transistor 523 at the timing T6 while the AC voltage is held, the signal transition is taken in the non-detection period of the CPU 508 at the timing T6. After that, since the signal transition is not taken into the CPU 508 after T7, the CPU 508 keeps waiting for the signal transition and keeps turning on the transistor 523 with a built-in resistor. Therefore, the first photocoupler consumes the electric charge accumulated in the built-in capacitor by energization, and the discharge after the power plug is pulled out is quick in the period from T6 to T8.

次に、図5に基づいて、本発明の更に別の実施形態について説明する。この図5には、上段から順に、交流電源からの通電波形と、CPU508がゼロクロス信号を取り込むために抵抗内蔵トランジスタ523へ出力する信号を示したものと、CPU508に入力される第1フォトカプラ521からの信号遷移状態を示す図である。CPU508は第1のフォトカプラ521からの信号遷移によってゼロクロスタイミングを検出するものである。CPU508は抵抗内蔵トランジスタ523へT1、T4、T7のタイミングで信号を出力する。電源プラグが挿された状態であれば、ゼロクロスの信号遷移がCPU508に入力されるのはT2、T5のタイミングとなり、例えば、T5の時点で前回ゼロクロスタイミングを検出してから新たにゼロクロスタイミングを検出するまでの検知間隔(T5−T2)は予め設定されている所定時間より長くなるため、T6のタイミングで抵抗内蔵トランジスタ523への信号の出力を止める。なお、予め設定されている所定時間は交流電源の1周期の90%程度の時間が予め設定されているものであり、交流電源が50Hzであれば20msの90%程度、交流電源が60Hzであれば16.7msの90%程度の時間が設定される。交流電源の周波数が50Hzなのか60Hzなのかは、通電開始初期のゼロクロスタイミングの検知周期が20msなのか、16.7msの何れに近いのかによって判断される。   Next, still another embodiment of the present invention will be described based on FIG. FIG. 5 shows an energization waveform from an AC power supply, a signal output to the transistor 523 with a built-in resistor so that the CPU 508 captures a zero-cross signal, and a first photocoupler 521 input to the CPU 508 in order from the top. It is a figure which shows the signal transition state from. The CPU 508 detects the zero cross timing by the signal transition from the first photocoupler 521. The CPU 508 outputs a signal to the resistor built-in transistor 523 at timings T1, T4, and T7. If the power plug is inserted, the zero cross signal transition is input to the CPU 508 at the timing of T2 and T5. For example, the zero cross timing is newly detected after detecting the previous zero cross timing at the time of T5. Since the detection interval (T5-T2) until this is longer than a predetermined time set in advance, output of the signal to the resistor built-in transistor 523 is stopped at the timing of T6. Note that the predetermined time set in advance is about 90% of one cycle of the AC power source, and if the AC power source is 50 Hz, about 90% of 20 ms and the AC power source is 60 Hz. For example, a time of about 90% of 16.7 ms is set. Whether the frequency of the AC power supply is 50 Hz or 60 Hz is determined depending on whether the zero-cross timing detection period at the beginning of energization is 20 ms or 16.7 ms.

一方、図5に示すようにT6以降で電源プラグが抜かれた場合は、図2の交流電源の相間の間にあるコンデンサ600によって交流電圧が保持される。電圧が保持されたまま、CPU508が抵抗内蔵トランジスタ523へT7のタイミングで信号を出力した場合、T7のタイミングで信号遷移はCPU508に取込まれ、前回ゼロクロスタイミングを検出してから新たにゼロクロスタイミングを検出するまでの検知間隔(T7−T5)は予め設定されている所定時間より短くなるため、CPU508は抵抗内蔵トランジスタ523への信号出力を継続することで前記スイッチング素子510のONを継続する。そのため、内蔵しているコンデンサに溜まっている電荷を第1のフォトカプラが通電によって消費することとなり、電源プラグが抜かれてからの放電はT7からT8の期間で速やかとなる。   On the other hand, when the power plug is removed after T6 as shown in FIG. 5, the AC voltage is held by the capacitor 600 between the phases of the AC power supply in FIG. If the CPU 508 outputs a signal to the resistor built-in transistor 523 at the timing T7 while the voltage is held, the signal transition is taken into the CPU 508 at the timing T7, and a new zero cross timing is detected after the previous zero cross timing is detected. Since the detection interval (T7-T5) until detection is shorter than a predetermined time set in advance, the CPU 508 continues to output the signal to the resistor built-in transistor 523, thereby continuing to turn on the switching element 510. Therefore, the first photocoupler consumes the electric charge accumulated in the built-in capacitor by energization, and the discharge after the power plug is pulled out is quick in the period from T7 to T8.

500…ゼロクロス検出回路
501…第1のダイオード
502…コンデンサ
503…抵抗
504…発光ダイオード
505…トランジスタ
506…抵抗
507…抵抗
508…CPU(制御部)
510…スイッチング素子(高耐圧トランジスタ)
511…第2のダイオード
512…抵抗
513…抵抗
514…トランジスタ
515…発光ダイオード
516…抵抗
517…トランジスタ
518…抵抗
519…抵抗
520…交流電源
521…第1のフォトカプラ
522…第2のフォトカプラ
523…抵抗内蔵トランジスタ
524…抵抗
600…コンデンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 500 ... Zero cross detection circuit 501 ... 1st diode 502 ... Capacitor 503 ... Resistance 504 ... Light emitting diode 505 ... Transistor 506 ... Resistance 507 ... Resistance 508 ... CPU (control part)
510... Switching element (high voltage transistor)
511 ... second diode 512 ... resistor 513 ... resistor 514 ... transistor 515 ... light emitting diode 516 ... resistor 517 ... transistor 518 ... resistor 519 ... resistor 520 ... AC power supply 521 ... first photocoupler 522 ... second photocoupler 523 ... Transistor with built-in resistor 524 ... Resistor 600 ... Capacitor

Claims (2)

交流電源のゼロクロスタイミングを検出するゼロクロス検出回路であって
1のフォトカプラと、
前記第1のフォトカプラへ通電するためにON/OFFするスイッチング素子と、
前記第1のフォトカプラの通電状態に基いてゼロクロスタイミングを検出すると共に、前記スイッチング素子のON/OFF状態を切り替える制御部と、を備え、
前記第1のフォトカプラは、前記スイッチング素子がON状態且つ交流電源の電圧が正の時に通電され、
前記制御部は、交流電源の電圧が負のタイミングで前記スイッチング素子をONし、前記スイッチング素子をONしてから所定時間は前記第1のフォトカプラの通電状態有無の判断をしない期間を設け、
所定時間以降に前記第1のフォトカプラの通電状態有無の判断を開始し、前記第1のフォトカプラへの通電が確認されたら前記スイッチング素子をOFFすることを特徴とするゼロクロス検出回路。
A zero cross detection circuit for detecting the zero cross timing of an AC power source ,
A first photocoupler;
A switching element for ON / OFF for energizing the first photocoupler,
Detects the zero-cross timing have groups Dzu the energized state of the first photocoupler, and a control unit for switching the ON / OFF state of the switching element,
The first photocoupler is energized when the switching element is in an ON state and the voltage of the AC power supply is positive,
The controller turns on the switching element at a negative timing of the voltage of the AC power supply, and provides a period during which a predetermined time does not determine whether or not the first photocoupler is energized after turning on the switching element .
A zero-cross detection circuit which starts determining whether or not the first photocoupler is energized after a predetermined time and turns off the switching element when energization to the first photocoupler is confirmed .
前記スイッチング素子は高耐圧トランジスタを用いて構成されており、
前記制御部と前記高耐圧トランジスタとの間に第2のフォトカプラを有する、
ことを特徴とする請求項1に記載のゼロクロス検出回路。
The switching element is configured using a high voltage transistor,
A second photocoupler is provided between the control unit and the high breakdown voltage transistor;
The zero-cross detection circuit according to claim 1.
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