JPH0224996A

JPH0224996A - 負荷制御装置

Info

Publication number: JPH0224996A
Application number: JP63175872A
Authority: JP
Inventors: Hideki Nishikura; 秀樹西倉
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1988-07-14
Filing date: 1988-07-14
Publication date: 1990-01-26
Anticipated expiration: 2012-11-26
Also published as: JP2682846B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、負荷制御装置に関し、さらに詳しくは調光装
置などに好適に実施される負荷制御装置に関する。

従来の技術たとえばスタジオや舞台などの照明では、定格電圧（た
とえば１００Ｖ）よりも高い電圧（たとえば１．２０　
Ｖ　）を光源用電灯に印加し、その色温度を上げて照明
効果を高めることが行なわれる。

従来の技術による典型的な負荷制御装置は、第１１図に
示されている。商用交流電源Ａ　Ｃの電圧１００■を定
格とする光源用電灯などの複数の照明負荷し１〜□Ｌｎ
（以下、総称するときは煎明負荷りという）は、直列に
電圧制御ｎ４１１〜１口が対応して接続され、昇圧ｌ−
ランスＴの２次側からラインｅ　ａ、　ｌ　ｂを介して
電力付勢される。

昇圧トランスＴの２次側には、前記定格電圧１００　Ｖ
のタップａと、昇圧した１２０Ｖのタップ１ノとが設け
られており、切換スイッチＫによってラインＩ！ａ−１
ｂ間に導出される電圧■が、１００Ｖまたは１２０■か
のいずれかに切換えられる。

電圧制（１器Ｐ１〜Ｐ　ｎは、第１２図に示されるよう
に、たとえばトライアックなどの半導体交流スイッチン
グ素子ＳＳで形成され、ゲートＧに印加される位相制御
信号Ｓｇによってその端子Ａ１）＼２間の導通期間（導
通角）が位相制御され、負荷しに供給される負荷電圧■
！が所望の値に設定されて調光制御が行われる。したが
って定格電圧１００Ｖでは光源の色温度が不足する場き
には、切換スイッチＫをタップｂ側に切換えて昇圧トラ
ンスＴの２次側電圧■を１２０■に上げて調整し、所望
の色温度を得ている。

発明が解決しようとする課題しかしながら前述のような従来の技術による負荷制御装
置では、昇圧トランスＴの２次側電圧Ｖが１００■と１
２０Ｖとでは、第１３図に示されるように、たとえば同
一の出力電圧Ｖ、すなわち負荷電圧Ｖ１を得るための導
通角αがα１とα２のように異なるため、電圧を切換え
るたびに電圧制御器Ｐ１〜Ｐ　ｎに与える位相制御信号
Ｓｇのレベルや夕・ｆミンクを変えてやらねばならない
、しかも昇圧ｌ・ランスＴのタップを１２０■に切換え
ると、導通角αを全期間導通に設定したＪ′ｆＪき、１
００　Ｖの場きのピーク電圧が約１４１ｖであるのに対
して、約１７０■にも達する。このため負荷しに印加す
る実効電圧が１００Ｖ以下に設定されても、そのピーク
値は２次側１００■で使用する場なよりも高くなる１％
かがあるので、負荷りに悪影響を及ぼし、電灯の野命が
短くなるなどの問題点が生じていた。

またこのような従来の技術では、昇圧トランスＴに要す
る費用と場所の負担が問題となり、しかも昇圧トランス
Ｔの容量によっては過負荷となったり、電力損失を生じ
たりする。

本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、負荷に対
して定格電圧以上の電圧を供給することができ、かつ定
格電圧で使用時めビーク電圧値を超えることなく、した
がって負荷の寿命に悪影響を及ぼすことなく、またトラ
ンスなどの特別な装置を必要としない、新規な負荷制御
装置を提供することで＋ｌる。

課題を解決するための手段本発明は、負荷に供給する交流電圧を位相制御し、当該
工１荷に供給する負荷電圧を設定する負荷電（１装置で
あ−）で、多用交流電源と、前記多（旧交流電源の少なくと６２相の電圧を、予め定
められた周期で個別に導通／遮断する複数のスイッチン
グ手段と、所望の負荷電圧レベルを設定するレベル設定手段と、前記複数のスイッチング手段を介して得られる出力電圧
を位相制御し、負荷電圧として出力する電圧制御手段と
、前記設定された負荷電圧レベルに対応して上記電圧制（
１手段の導通期間を制御する位相制御信号をイヤ成する
位相制ｉｎ信号ｆ′ｆ：成手段とを含むことを特徴とす
る負荷制御装置である。

作用本発明に従う負荷制御装置は、多相交流電源の少なくと
６２相の電圧を、各相に対応して設けられた複数のスイ
ッチング手段によって予め定められた周期で個別に導通
／３！！断する。

一方、レベル設定手段によって予め設定された所望とす
る負荷電圧レベルに対応した位相制（鐸信号が位相制御
信号作成手段によって作成され、電圧制御手段に与えら
れる。

電圧制御手段は、上記位相制御信号によってその導通期
間が制御され、前記複数のスイッチング手段を介して導
出される電圧を位相制御し、負荷電圧として出力する。

実施例第１図は、本発明の第１実施例の負荷制御装置の電気的
構成を示すブロック図である０本実施例では、多相交流
電源として、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の３相と中性線Ｎとから
成る３相４線式交流電源を用い、そのうちの少なくとも
２相、たとえばＲ相とＳ相とを、負荷Ｌ１〜Ｌ　ｒ＋に
供給するための電圧を得る電圧採取用として用いる。以
下Ｒ相、Ｓ相のラインをそれぞれラインｌＲ、ライン！
Ｓと記し、中性線ＮをラインＩＮと記す。

ラインｌ　Ｒ，ｌ　Ｓには、それぞれ該ラインの電圧Ｖ
ｒ、Ｖｓを予め定められた周期で個別的に導通／　Ｊｌ
！断する複数のスイッチング手段Ｓｒｌ、Ｓｓ　１　；
　Ｓ　ｒ　２　、　Ｓ　Ｓ　２　：　−−；　Ｓ　ｒ　
ｎ　、　Ｓ　ｓ　ｎ　（以下、総称するときはスイッチ
ング手段Ｓｒ、Ｓｓという）の一方の端子がそれぞれ接
続され、他方の端子は負荷Ｌｌ、Ｌ２．・・・、Ｌｒ＋
に対応して設けられた電圧制御手段Ｃ１，Ｃ２，・・・
、Ｃｒｒ（以下、総称するときは電圧制御手段Ｃという
）の各一方の端子に共通に接続されている。

スイッチング手段Ｓｒ、Ｓｓは、予め定められた周期で
導通／遮断し、自己消弧機能を備えたたとえばＧＡＴＴ
などの半導体スイッチング素子で実現される。また電圧
制御ｎ手段Ｃは、トライアックなどの半導体交流スイッ
チング素子で実現される。これらスイッチング素子Ｓｒ
、Ｓｓおよび電圧制御手段Ｃの動作については後述する
。

電圧制（鐸手段Ｃの他方の端子は、それぞれ個別に負荷
りの一方の端子に接続される。負荷りの他方の端子は、
共通にラインｆＮに接続される。このようにしてライン
ｌＲ，ＩｓとラインＺＮ間には、前記スイッチング手段
Ｓｒ、Ｓｓを介して電圧制御手段Ｃと負荷りの直列回路
が接続され、ラインｌ　Ｒ，ｌ　Ｓからスイッチング手
段Ｓｒ、Ｓｓを介して導出された出力電圧Ｖ　＝ｔ　１
　、　Ｖ　ａ　２　、・・・Ｖ　＝ｔ　ｒＩ　（以下、
総称するときは出力電圧Ｖａという）が、電圧制御手段
Ｃによって負荷しごとに位用制御卸され、所望とする負
荷電圧Ｖｆｌ、ＶＺ２・・　Ｖｌｒ＋（以下、総称する
ときは負荷電圧■ｒという）が作成されて、負荷りにそ
れぞれ供給される。

ここで上記電圧制（鐸手段（〕の位相制（鐸は、該電圧
制御手段Ｃに対応して設けられた位相制（１信号ｆト成
手段Ａｌ、Ａ２．・・・、　Ａ　ｒＩ（以下、総称する
ときは位相制御信号作成手段Ａという）から出力される
位相制御信号Ｓ　ｇ　ｌ　、　Ｓ　ｇ　２　、−　、　
Ｓ　ｇ　ｎ（以下、総称するときは位相制御信号Ｓｇと
いう）によってその導通期間が制御卸されることにより
行われる。

第２図は、本実施例の位相制御信号作成手段Ａの電気的
構成を示すブロック図である。第１図および第２図を５
照して、位相制御信号作成手段Ａは、負荷電圧Ｖｌを所
望の値に設定するレベル設定手段Ｂｌ、Ｂ２．・・・、
Ｂｒ＋（総称するときはレベル設定手段Ｂという）によ
′）て予め設定されたレベル設定信号Ｖｂｌ、Ｖｂ２．
・−・、ｖｂ口（以下、総称するときは参照符ｖｂと記
す）に対応して、前記電圧制御ｎ手段Ｃの導通期間を制
御する前記位相制御ｎ信号ｓｇをｆ？成するものである
。ここでレベル設定手段Ｂは、負荷電圧Ｖｔを所望の値
に設定するもので、分圧回路などで実現され、基準電圧
Ｖｒｅｆ（本実施例ではたとえば１０Ｖである）を分圧
して負荷電圧０■から負荷電圧最大までに対応さ山たレ
ベル設定信号ｖｂを出力し、レベル弁別回路Ｆの一方の
入力に与える。

位相制御信号作成手段Ａは、前記スイッチング手段Ｓｒ
、Ｓｓから導出される出力電圧Ｖεｔをその周期に亘−
）で積分する積分回路りと、基準電圧Ｖ　ｒ　ｅ　ｆか
ら上記積分回路りの出力電圧Ｖｄを減算して位相信号Ｖ
ｅを導出する減算回路Ｅと、前記レベル設定信号ｖｂと
位相信号ｖｅとをレベル弁別し、位相制御信号Ｓｇを導
出するレベル弁別回路Ｆとを含んで構成されている。な
お積分回路りは、積分コンデンサＣｄと、放電スイッチ
Ｓｄとを含み、動作については後出の波形図に基づいて
説明する。

第３ｅ！ｌ　（１）〜〈６）は、本実施例の動作を説明
するための波形図である。以下第１図と第２Ｉ２１をあ
わせてり照しつ′〕説明する。第３図（１）は、３相交
流電源の各相の電圧波形を示す、各波形には相に対応す
る参照符Ｒ，Ｓ、Ｔを付し、周期は弧度法で表している
。ただし相回転をＲ−Ｓ　−Ｔの順とし、各相の波形は
相互に２　ｙｒ／３　　ｒａｄ（＝　１２０°）の位相
差がある。

第１図に示されるように、本実施例ではＲ相とＳ相を電
圧採取相としてスイッチング手段Ｓｒ。

Ｓｓを接続し、第１表に示される期間についてそれぞれ
を導通／遮断させる。

第　　１に第３図（２）は、第１表に基づくスイッチング手段Ｓｒ
、Ｓｓの導通、／遮断によ′）で、Ｒ相とＳ相とから（
１られる出力電圧Ｖａの波形を示す０周期πごとに正負
が反転する出力電圧Ｖａが第１図に示される電圧制御手
段Ｃに加えられる。

第３図く３）は、第２図に示された放電スイッチＳ　ｄ
の動作を示す波形口である。放電スイッチＳ　ｄは、前
記スイッチング手段Ｓｒ、Ｓｓの出力−８圧Ｖ　ａの立
上がりまたは立下がりに同期して時間Δｔ　ｔａｒ期間
ＯＮＬ、積分コンデンサｃｄを短絡して充電電荷を放電
させるもので、サイリスタなどの半導体スイッチング素
子で実現される。

第３図（４）は、積分回路りから導出される出力電圧Ｖ
ｄの波形図である。第２Ｉ２Ｉに示されるように、積分
回路りは、スイッチング手段Ｓｒ、Ｓｓの出力電圧の絶
対値ＩＶａｌをその周期に亘って積分コンデンサＣｄに
充電し、出力電圧Ｖ　ｄは時間とともに上昇する。その
上限値Ｖｄ（＋＊ａに）は前記基準電圧Ｖｒｅ　ｆに等
しく、たとえばＩＯＶに設定されている。一方、前述の
ように積分コンデンサｃｄは、スイッチング手段Ｓｒ、
Ｓｓの出力電圧Ｖａの半サイクルごとに放電スイッチＳ
ｄによって放電させられるため、積分回路りの出力電圧
Ｖ　ｃｌの波形は、図示するように右上がりの鋸歯状波
形となる。この出力電圧Ｖ　ｃｌは第２図に示されるよ
うに減算回路Ｅに入力され、基準電圧Ｖｒｅｆから上記
出力電圧Ｖ　ｄが′ｇ＆算され、位相信号■ｅが作成さ
れる。

第３図（５）は、減算回路Ｅによ−）て作成される位相
信号Ｖｅの波形図である０位相信号Ｖｅは、・基準電圧
Ｖ　ｒ　ｅ　ｆから積分回路りの出力電圧Ｖｄを減じた
ものであるから、その波形は基準電圧■ｄを上限とする
右下がりの鋸歯状波形となり、第２（３に示されるレベ
ル弁別回路Ｆの一方の入力に与えられる。レベル弁別回
１ｉ’８　Ｆのもう一方の入力には、前述のようにレベ
ル設定手段Ｂによって設定されたレベル設定信号■ｂが
入力されている。

−れによってレベル弁別回路Ｆは、位相信号Ｖｅのレベ
ルが下降し、レベル設定信号ｖｂのレベルと等しくなる
交差時点ｒ−ごとに、第３図（６）に示される位相制御
信号Ｓｇを出力し、第１図に示される電圧制御ｎ手段Ｃ
のゲートＧに印加して該電圧制（絆手段Ｃを導通させる
。すなわち上記交差時点ρからスイッチング手段Ｓｒ、
Ｓｓの出力電圧■ａがＯＶとなり反転するまでの期間が
電圧制御手段Ｃの導通期間αである。したがって導通期
間αはレベル設定信号ＶＩＪのレベルが高いほど長くな
る。

第３図〈７）は電圧制御手段Ｃから導出される負荷電圧
ＶＣの波形図である。電圧制御ｌ１手段Ｃは位相制（１
信号Ｓｇのタイミングでその導通期間αが制（卸される
ので、波形は第３図（２）で示される波形から斜線を施
した部分が除かれ、レベル設定信号ｖｂのレベルに対応
した波形となり、この負荷電圧Ｖｌによって負荷りが電
力付勢される。

本実施例で得られる負荷電圧Ｖｌの実効値Ｖｌ（ｒｍ５
＞は、上記導通期間αが最長の場き、次式によりＶ　ｌ　　（ｒ輪ｓ）＝　　１　０　０　　・ｒン７〒
Ｔフ’ｒ−＜１）すなわち約１２５■となり、上記レベ
ル設定信号ｖｂと負荷電圧■！との関係は第４図に示さ
れるようにほぼ直線的に対応する。

したが′）て本実施例による負荷電圧Ｖ／は、最大でも
実効値が１２５■を超えることはなく、定格電圧１０　
Ｑ　Ｖの場なのピーク値１４１Ｖよりも低くなるので、
従来の技術の項で述べたような過大なピーク電圧の光生
が防止され、負荷しに悪影響を及ぼすことなく、シかも
定格電圧１００■以上の電圧を負荷に供給することがで
きる。これにより本実施例をたとえば調光装置に適用す
れば、照明効果を格段に向上させることができる。

第５０は、本発明の第２実施例の負荷電（１装置の電気
的構成を示すブロック口である。第５図は第１Ｉ２１に
類似し、対応する部分には同一の参照ｎをけす。注目す
べきは本実施例では、３相交流電源のＲ相、５４１１、
Ｔ相の全相に、それぞれ複数のスイッチング手段Ｓｒｌ
、Ｓｓｌ、ｓｔｌ　；Ｓｒ２、Ｓｓ　２．Ｓｒ２　ニー
；　Ｓｒｎ、Ｓｓ　ｎ、Ｓｔｎ　（以下、総称するとき
は９照′ＦｆＳｒ、Ｓｓ、Ｓｔと記す）を個別に接続し
、負荷電圧Ｖ１１〜■／　ｒ＋をｆ構成するための出力
電圧■εｔ１〜Ｖａｎを得るようにしたことである１本
実施例では、スイッチング手段Ｓｒ、Ｓｓ、Ｓｔをこの
ように全損に接続し、第２表に示される期間についてそ
れぞれを導通７、・′遮断させる。

第　　２　　表第６１１Ｊ（１）〜（３）は、本実施例の動作を示す波
形図である。以下第５１２１をあわせて参照しつつ説明
する。第６図（１）は、前掲第２表に基づくスイッチン
グ手段Ｓｓ、Ｓｒ、Ｓｔの導通／遮断によって、Ｒ相、
Ｓ相、Ｔ相から得られる出力電圧■ＪＬの波形図である
。電圧採取用に対応して参照符Ｒａ、Ｓａ、Ｔａを付し
た、周期がπ／３の正負半サイクルごとに、各相からの
出力電圧Ｒａ、Ｓａ、Ｔａから成る出力電圧Ｖａが得ら
れる。

第６図（２）は、第１実施例と同様に、減算回路Ｅによ
って作成される位相信号Ｖｅの波形図である０位相信号
Ｖｅは、前述したように基準電圧Ｖｒｅｆから積分回路
りの出力電圧Ｖｄを減じたものであるから、その波形は
出力電圧Ｖ（１（本実施例ではたとえばｔＯＶである）
を上限とする右下がりの大略鋸歯状波形となり、第５図
に示されるレベル設定手段Ｂによって設定されたレベル
設定信号ｖｂとのレベル弁別がレベル弁別回路（図示せ
ず）で行われる。

第６図（２）において、位相信号Ｖｅのレベルが下降し
、レベル設定信号ｖｂのレベルと交差する時点ρごとに
、第６図（３）に示される位相制御信号Ｓｇを出力し、
第５図に示される電圧制御手段ＣのゲートＧに印加して
、該電圧制御手段Ｃを導通させる。したがって上記交差
時点Ｐからスイッチング手段Ｓｒ、Ｓｓ、Ｓｔの出力電
圧ＶａがＯとなり反転するまでの期間が電圧制御手段Ｃ
の導通期間βであり、該導通期間βは上記レベル設定信
号ｖｂのレベルが高いほど長くなる。

第６１２１（４）は、電圧制御手段Ｃから導出される負
荷電圧ｖｅの波形図である。電圧制御手段Ｃは制（鐸信
号Ｓｇのタイミングで導通期間βが制御されるので、そ
の波形は第６図（１）で示される出力電圧Ｖ　Ｅｌの波
形から斜線を施した部分が除かれ、レベル設定信号ｖｂ
のレベルに対応した波形となり、この負荷電圧Ｖｌによ
って負荷りが電力付勢される。

本実施例で得られる負荷電圧■ｌの実効値Ｖｌ（ｒｍｓ
）は、上記導通期間βが最長の場合、次式によりＶＺ（ｒ句＝１００・ｆ西肩）〒Ｔフ・・・（２）すな
わち約１３５Ｖとなり、レベル設定信号ｖｂのレベルと
負荷電圧Ｖｌとの関係は、第７図に示されるようにほぼ
直線的に対応する。

したか−）で本実施例による負荷電圧Ｖｔは、最大でも
定格電圧ｔｏｏｖの渇きのピーク値１４１■よりも低い
ため、従来の技術の項で述べたような過大なピーク電圧
の発生が防止され、しかも定Ｊ３’を圧１００Ｖ以上の
電圧を供給することができる。

第８図は、本発明の第３実施例の負荷制御装置の電気的
構成を示すブロック図である。この第８図は前述の第１
図および第５図に類似し、対応する部分には同一の参照
符を付す、この第３実施例では３相中のＲ世とＳ相との
２相を電圧採取用として使用しているが、勿論他の２相
を用いてもよい０本第３実施例で注目すべきは、負荷Ｌ
Ｌ、Ｌ２、・・・に供給する負荷電圧Ｖｌ　１．Ｖｌ　
２．・・・を作成するために、たとえばサイリスタなど
の半導体スイッチング素子Ｓｒｌ°、５ｒｌ−；Ｓｓｌ
″５ｓｌ−の各一対から成る逆並列回路の一方端をライ
ンｅ　Ｒ，ｉ・Ｓに接続してスイッチング手段Ｓｒ、Ｓ
ｓを形成したことと、上記スイッチング手段Ｓｒ、Ｓｓ
の他方端を共通に接続し、電圧制御手段Ｃ１，＋：：２
．・・・の一端が共通に接続される母線ライン１ｍを形
成したことであって、このためスイッチング手段の数を
減じ、回路構成を簡単化することができる。

母線ライン１ｍには、上記スイッチング手段Ｓｒ、Ｓｓ
を介して出力電圧Ｖａが各電圧制御手段ＣＩ、Ｃ２，・
・・に導出され、該電圧制御手段Ｃによって個別的に位
相制御された負荷電圧Ｖｌｌ。

Ｖ１２．・・・が作成されて、それぞれ負荷しに供給さ
れる。負Ｒ電圧Ｖ１のレベルは電圧制御手段Ｃに対応し
て設けられるレベル設定手段Ｂｌ、Ｂ２゜・・・によっ
て設定され、該レベル設定手段Ｂは図示しない基準電圧
（本実施例ではたとえば１０■である）Ｖｒｅｆを分圧
し、レベル設定信号Ｖｂｌ。

Ｖｂ　２．・・・を対応するそれぞれの位相制御信号作
成手段ＡＩ、Ａ２．−・・に入力する。一方、位相制御
信号作成手段Ａには母線１ｍを介して前記出力電圧の絶
対値ｌ　Ｖ　ａ　ｌが入力される。

前述の第１実施例、第２実施例と同様にして、位相制御
信号ｆ構成手段Ａは、レベル設定信号ｖｂと、スイッチ
ング手段Ｓｒ、Ｓｓからの出力電圧の絶対値Ｉ　Ｖ　ａ
　ｌに基づき、電圧制御手段Ｃを位相ｌ１ｌＪ御するた
めの位相制御信号Ｓｇｌ、Ｓｇ２゜・・・を個別的に作
成して、それぞれ対応する電圧制御手段Ｃのゲー）−Ｇ
　ｌ　、　Ｇ　２　、・・・に印加する。これによって
電圧制御手段Ｃは自己に接続された負荷しに対する負荷
電圧Ｖｔを導出する。

スイッチング手段Ｓｒ、Ｓｓを形成するスイッチング索
子Ｓｒ”、Ｓｒ−；　Ｓｓ’、Ｓｓ−の各ゲートＧ　ｒ
　１　、　Ｇ　ｒ　２　；　Ｇ　ｓ　１　、　Ｇ　ｓ　
２にト・リガ信号を印加し、第３表に示される周期でそ
ぞれを導通／遮断することによって、母線１ｒ口に出力
電圧■ａが導出される。

（以下余白）第　　３　　ｋ第９図（１）〜（５）は、本実施例の動作を示す波形図
であって、第８０をあわせて参照しつつ説明する。第９
図（１）は、３相交流電源の各相電圧の波形を示し、各
相に対応して参照符Ｒ，Ｓ、Ｔを付す、ただし本実施例
では相回転をＲ−Ｓ　−Ｔの順とし、周期は弧度法で表
している。各相電圧は相互に２　ｒ／３　　ｒａｄ（＝
　１２０°）の位相差がある。

第９図（２）は、前掲・第３表に基づくスイッチング手
段Ｓｒ、Ｓｓの導通／３Ｉ！断によってＲ相とＳ和から
母線１ｍに導出される出力電圧Ｖａの波形を示す、スイ
ッチング素子Ｓｒ”、Ｓｒ−の導通期間に対応して、Ｒ
相の電圧の一部が正負半サイクルごとに導出され、続く
スイッチング素子Ｓｓ’Ｓｓ−の導通期間に対応してＳ
相の電圧の大部分が同様にして母線１ｍに導出される。

第９図（３）は、位相信号Ｖｅの波形を示す、この位相
信号Ｖｅは前述の第１実施例、第２実施例と同様にして
位相制御信号作成手段Ａ内で作成される。第９図（３）
において、位相信号Ｖｅのレベルが下降し、第８図に示
されるレベル設定手段Ｂによって設定されたレベル設定
信号ｖｂのレベルと交差する時点ｐごとに、第９［ｆｆ
１（４）で示される位相制御信号Ｓｇが電圧制御手段Ｃ
のゲートＧに印加されて電圧制御手段Ｃを導通させる。

すなわち上記交差時点ｐから第９ｒＡ＜２）で示される
スイッチング手段Ｓｒ、Ｓｓの出力電圧Ｖ　ａが反転す
るまでの期間が、本実施例における電圧制（卸手段Ｃの
導通期間γである。したがって導通期間γはレベル設定
信号ｖｂのレベルが高いほど長くなる。

第９［Ｊ（５）は、電圧制御手段Ｃから導出される負？
’Ｊ　ｉｔ電圧ｌの波形を示す。電圧ルｊ御手段Ｃは前
述の位相制御信号Ｓｇで導通期間γが制（絆されるので
、波形は第９図（２）に示される波形から斜線を施した
部分が除かれ、レベル設定信号ｖｂのレベルに対応した
波形となる。なお第９１１２１（５）では、第９１”３
（２＞で示される波形からＲ相の部分の電圧波形が欠落
しているけれども、これは前述のように、レベル設定信
号ｖｂのレベル、換言すれば導通期間γの長さによるも
のであるから、レベル設定信号ｖｂのレベルを基準電圧
Ｖｒｅｆグ）レベルに近付けるにしたがい、斜線を施し
た部分が現れ、負荷電圧■２のレベルが高くなることは
いうまでもない。

このようにして、本第３実施例で得られる負荷電圧Ｖ／
の実効値Ｖｉ’（ｒｗ＋ｓ）は、導通期間γが最長のＪ
％き、次式によ−）て＼’　１　（ｒｍｓ＞＝　１００７１　＋　１丁／４π
　・・（３）すなわち約１０７Ｖとなり、レベル設定信
号ｖｂと負荷電圧Ｖｌとの関係は、第１０図に示される
ように、はぼ直線的に対応する。

したがって本第３実施例による負荷電圧■ｔは、最大で
も１０７Ｖを超えることはないので、従来の技術の項で
述べたような過大なピーク電圧が負荷しに印加されるこ
とが防止され、しかも定格電圧以上の電圧を負荷しに供
給することができ、調光装置に適用すれば、その効果を
向上させることができる。

なお本実施例において、電圧採取用のＲ相、Ｓ相のうち
、位相が１２０゛遅れたＳ相を基準として、期間０てα
≦πのときにスイッチング素子Ｓｒ’Ｓｓ’をともにＯ
Ｎ、期間πくα≦２πのときはスイッチング素子Ｓｒ−
、Ｓｓ−をともにＯＮさせると、スイッチング素子Ｓｒ
”、Ｓｓ’と、スイッチング素子Ｓｒ−、Ｓｒ−は、上
記期間についてより高いほうの電圧を母線１ｍに導出す
るように動作するので、制御はさらに簡単化される。

上述した第１〜第３の実施例では、多相交流電源の相数
を３としたけれども３以上の相数であってもよい、また
第１実施例と第３実施例では、電圧採取用をＲ相とＳ相
の２損としたけれども、勿論他の２相（たとえばＳ相と
Ｔ相、あるいはＴ相とＲ相等）を選んでもよい、上述の
実施例では調光制御を例にとり説明したけれども、本発
明はこれに限定されるものではなく、その他の負荷にも
適用できることはいうまでもない。

発明の効果以上のように本発明に従う負荷制御装置は、多相交流電
源の少なくと６２相の電圧を、各相に対応して設けられ
た複数のスイッチング手段によって個別に導通／遮断し
、一方、レベル設定手段によって負荷電圧レベルを設定
する。設定された負荷電圧レベルに基づく位（ｌ制御１
８号を位相制御信号作成手段によって作成し、電圧制御
手段に与え、電圧制御手段は、上記位相制御信号によっ
て導通期間が制御され、前記複数のスイッチング手段か
ら得られる出力電圧を位相制御し、負荷電圧として出力
する。

本発明ではこのように負荷電圧を多相交流電源の少なく
とも２相から採取し、位相制御するようにしたので、負
荷に対して定格電圧以上の電圧が供給可能となり、しか
もその最大値は定格電圧のピーク値を超えることがない
ので、負荷の寿命に影響を与えず、また昇圧用トランス
などの特別の装置を必要としないから、経済的な負荷制
御装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の電気的構成を示すブロッ
ク図、第２図は位相制御信号作成手段Ａの電気的構成を
示すブロック図、第３図は第１実施例の動作を示す波形
図、第４目は第１実施例のレベル設定信号ｖｂと負荷電
圧ｖｅとの関係を示すグラフ、第５図は本光明の第２実
施例の電気的構成を示すブロック図、第６図はその動作
を示す波形図、第７図はそのレベル設定信号ＶＬ＋と負
荷電圧ｖｅとの関係を示すグラフ、第８図は本発明の第
３実施例の電気的構成を示すブロック図、第９図はその
動作を示す波形図、第１０図はそのレベル設定信号ｖｂ
と負荷電圧ｖｅとの関係を示すグラフ、第１１図は従来
の技術による負荷制御装置の構成を示す図、第１２図は
電圧制御手段の構成を示す図、第１３１１１１１は従来
技術による導通角α対置ｆｒ電圧Ｖｌの関係を示すグラ
フである。Ａ　ｌ　−Ａ　ｒ＋・・・位相制御信号作成手段、８１
〜Ｂロ・・・負荷電圧レベル設定手段、Ｃ１−ＣｒＩ・
・・電圧ｗ４御手段、ｃｄ・・・積分用コンデンサ、Ｄ
・・・積分回路、Ｅ・・・減算回路、Ｆ・・・レベル弁
別回路、し１〜Ｌ　　ｒｒ　　−負　７；町１　、　　
Ｓ　　　ｒ　　　１　　〜　Ｓ　　ｒ　　　ｒｒ　　、
　　　Ｓ　　ｓ　　　１　　〜　Ｓ　　ｓ　　　ｎ　　
−−−スイッチング手段、Ｓｇｌ〜Ｓ　ｇ　ｎ・・・位
相制御信号、Ｖ　ａ　１〜Ｖ　ａ　ｎ・・・スイッチン
グ手段の出力電圧、Ｖｂｌ〜ｖｂ口・・・負荷電圧レベ
ル設定信号、Ｖｌ　１〜Ｖｌ口・・・負荷電圧代理人　　弁理士　　西教　圭一部第図第図レベｊし股宅信すｖｂ第図第図第１１図第１２図Ｐ１〜Ｐｎ’ 第１３図ＩｌＩ通′！Ａ区

Claims

【特許請求の範囲】負荷に供給する交流電圧を位相制御し、当該負荷に供給
する負荷電圧を設定する負荷制御装置であつて、多相交流電源と、前記多相交流電源の少なくとも２相の電圧を、予め定め
られた周期で個別に導通／遮断する複数のスイッチング
手段と、所望の負荷電圧レベルを設定するレベル設定手段と、前記複数のスイッチング手段を介して得られる出力電圧
を位相制御し、負荷電圧として出力する電圧制御手段と
、前記設定された負荷電圧レベルに対応して上記電圧制御
手段の導通期間を制御する位相制御信号を作成する位相
制御信号作成手段とを含むことを特徴とする負荷制御装
置。