JPH05268760A

JPH05268760A - 電力制御装置

Info

Publication number: JPH05268760A
Application number: JP9373692A
Authority: JP
Inventors: Toru Oki; 木透大
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1992-03-18
Filing date: 1992-03-18
Publication date: 1993-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】デジタル的に制御可能で且つ応答速度の速い電
力制御装置を提供する。【構成】ゼロクロス検出器１３により電源電圧のゼロク
ロス点を検出し、これによりアップカウンタ３をクリア
すると共に、制御装置１からアップカウンタ３へカウン
ト初期値を出力し設定する。アップカウンタ３は該初期
値からカウントを開始し、所定値に達したらトライアッ
ク６をオンとする信号を出力する。次のゼロクロス点で
アップカウンタ３がクリアされ、トライアック６のオン
信号が消勢されトライアック６がオフとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電力制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】トライアックによる電力制御装置の構成
は従来大きくわけて２通りのものがあった。その１つは
位相制御によるもので、他の１つは周期制御によるもの
である。位相制御は、トリガ・パルスが与えられた瞬間
から通電が始まる方式で、例えば図６のような構成にな
っている。図６においてトライアック６０のゲートＧに
ゲート・トリガ・パルスが加わると、トライアックのＴ
１−Ｔ２間が導通し、負荷６１に電源電圧が印加され
る。可変抵抗６２の抵抗値を変化させ、このゲート・ト
リガ・パルスを加えるタイミングを変えることにより、
負荷の消費電力を任意に変えられる。この状態を図７、
図８に示す。図７において、期間t1はゲート・トリガ・
パルスが加えられていないため、負荷には電源電圧が加
わらない。時間tgでゲート・トリガ・パルスが加わると
負荷に電源電圧が加わり、電流が流れ電力を消費する
（斜線部分）。図８にゲート・トリガ・パルスの印加タ
イミングを時間tg'に変更した時の様子を示した。一方
周期制御は、トリガ・パルスが与えられると次のゼロク
ロス点から通電が始まる方式で、すでにＳＳＲ（ソリッ
ド・ステート・リレー）として商品化されている。図９
にその使用例を示す。図９で、トリガ入力端子６５に”
１”レベルを与えると、ＳＳＲ６６は次のゼロクロス点
から通電し、１の負荷に電源電圧が印加される。また、
トリガ入力端子６５に”０”レベルを与えると、次のゼ
ロクロス点で通電が終了する。この様子を図１０に示
す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記した周期制
御によるものは、ＳＳＲを用いればデジタル的な制御が
可能であるが、原理的にはオンオフ制御であるため、応
答の速い制御には不向きであった。これに対して、位相
制御によるものは応答の速い制御が可能であるが、デジ
タル的にゲート・トリガ・パルスの印加タイミングが変
えられないため、マイクロコンピュータ等で制御するこ
とが困難であった。本発明はこのような従来技術の欠点
を解決することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電力制御装置は、交流電源に接続された負荷
に直列に接続されたトライアックと、該交流電源の０電
位を検出し、検出信号を出力するゼロクロス検出手段
と、所定のクロック信号をカウントし、カウントアップ
した時に前記トライアックにトリガ信号を出力するカウ
ンタ手段と、前記ゼロクロス検出手段からの検出信号に
基づいて、所定のカウンタ初期値を前記カウンタ手段に
設定する手段とを備えたことを特徴とする。

【０００５】

【作用】ゼロクロスのタイミングを捉えて、所定のカウ
ンタ初期値がカウンタ手段に設定され、該カウンタは該
初期値からカウントを開始し、カウントアップした時点
でトリガ信号をトライアックに送る。これによりトライ
アックの印加時期をデジタル的に制御することが可能に
なる。

【０００６】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。図１において制御装置１はマイクロコンピュータ
を主体に構成されており、アップカウンタ３に対してカ
ウントの初期値を出力するように構成されている。アッ
プカウンタ３には所定周期のクロックパルスが入力され
ており、制御装置１により設定された初期値から該パル
スをカウントし、所定値までカウントアップしたらＬ出
力であるＲＣ信号をフォトカプラ５へと出力するように
なっている。

【０００７】トライアック６は電源１２及び負荷１１と
直列に接続され、そのゲートが前記フォトカプラ５の出
力側に接続されている。なお、７はバッテリ、８は電流
制限抵抗、９は抵抗、１０はコンデンサである。

【０００８】ゼロクロス検出器１３は交流電源電圧のゼ
ロ電位を検出して、その時点でパルス信号を出力するも
のであり、これの具体的な構成を図３により説明する。
図３の回路は一般的に使用されているものを示すもの
で、電源電圧（ＡＣ１００Ｖ）をトランス２１で２０Ｖ
に変圧し、整流用ダイオード２２、整流用ダイオード２
３、整流用ダイオード２６、整流用ダイオード２７及び
電流制限用抵抗２４により構成される全波整流回路によ
り整流した後、フォトカプラ２５に入力するようになっ
ている。フォトカプラ２５は通常はオンしているため、
そのゼロクロスパルス出力端子３０ではＬレベルになっ
ているが、ゼロ電位付近ではフォトカプラ２５がオフし
て、ゼロクロスパルス出力端子３０は一時的にＨレベル
となり、結果的にゼロ電位付近でパルスが発生する。こ
のパルスをゼロクロスパルスと呼んでおり、該回路の各
点の波形を図４に示す。

【０００９】該ゼロクロス検出器１３のゼロクロスパル
スはアップカウンタ３にカウントのプリセット信号とし
て入力しており、アップカウンタ３はゼロクロスパルス
の入力がある都度カウントをクリアして、制御装置１か
ら入力する初期値からカウントを開始するようになって
いる。アップカウンタ３はこの実施例では１０進カウン
タを使用している。またゼロクロスパルスは同時に制御
装置１にも入力し、該制御装置１はゼロクロスパルスの
入力のある都度、カウント初期値をアップカウンタ３に
出力するように構成されている。

【００１０】クロック信号は、この実施例では図２に示
すように電源電圧波形の１周期の１／２の期間（即ち正
弦波の半周期）当たり１０個のパルスになっており、”
１０”をカウントした時点でアップカウンタ３はＲＣ信
号（Ｌ信号）を出力するようになっている。従って図２
に示すように制御装置１からの初期値が”５”であれ
ば、半周期のほぼ中央でＲＣ信号が出力され、フォトカ
プラ５がオンになり、トライアック６がオンになって負
荷１１に電圧が印加される。そして、図２に示すよう
に”４”をカウントした時点で、ゼロクロス検出器１３
からゼロクロスパルス信号が出力され、アップカウンタ
３がクリアされる。

【００１１】図２では次に制御装置１から初期値とし
て”２”が出力された場合を示しており、同じく”２”
からカウントを開始して”０”になった時点でＲＣ信号
を出力する。この場合図示するように正弦波の後半でト
ライアック６がオンとなり、負荷１１に電圧が付加され
る。このように、制御装置１からのカウント初期値の設
定により電力制御が可能になる。

【００１２】図５により動作を説明する。制御装置１は
ゼロクロス検出器１３からのゼロクロスパルスの入力を
絶えずチェックし（ステップ４０）、ゼロクロスパルス
の入力があると、カウント初期値をアップカウンタ３に
出力する（ステップ４１）。一方ゼロクロスパルスが出
力されると、アップカウンタ３がクリアされ、これによ
りトライアック６がオフになる（ステップ４２、４
３）。そして、アップカウンタ３は制御装置１からのカ
ウント初期値を入力して（ステップ４４）、カウントを
開始し（ステップ４５）、カウントアップになると（ス
テップ４６）、ＲＣパルスをトライアック６に出力する
（ステップ４７）。これによりフォトカプラ５がオンに
なり（ステップ４８）、トライアック６のゲート・ベー
ス間にトリガ電圧が印加され（ステップ４９）、トライ
アック６がオンになる（ステップ５０）。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電力制御装
置は、カウンタに設定するカウント初期値に応じて電力
制御が可能であり、マイクロコンピュータ等を用いて簡
単にかつ応答速度の速い電力制御が実現できる。そのた
め、速い応答速度が必要な小容量の温度制御等に最適で
ある等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図。

【図２】本発明の一実施例の動作を示す波形図。

【図３】本発明のゼロクロス検出器１３の具体的な一実
施例を示す回路図。

【図４】本発明のゼロクロス検出器１３の具体的な一実
施例の動作説明図。

【図５】本発明の一実施例の動作を示すフローチャート
図である。

【図６】従来の構成の一例を示す回路図。

【図７】その動作説明図。

【図８】その動作説明図。

【図９】従来の構成の他の一例を示す回路図。

【図１０】その動作説明図。

【符号の説明】

１：制御装置１、３：アップカウンタ、４：電流制限抵
抗、５：フォトカプラ、６：トライアック、７：バッテ
リ、８：電流制限抵抗、９：抵抗、１０：コンデンサ、
１１：負荷、１２：電源、１３：ゼロクロス検出器、２
１：トランス、２２：整流用ダイオード、２３：整流用
ダイオード、２４：電流制限用抵抗、２５：フォトカプ
ラ、２６：整流用ダイオード、２７：整流用ダイオー
ド、２８：プルアップ用抵抗、２９：シュミットバッフ
ァ、３０：ゼロクロスパルス出力端子、３１：電源電圧
入力端子、３２：電源電圧入力端子。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源に接続された負荷に直列に接続
されたトライアックと、該交流電源の０電位を検出し、検出信号を出力するゼロ
クロス検出手段と、所定のクロック信号をカウントし、カウントアップした
時に前記トライアックにトリガ信号を出力するカウンタ
手段と、前記ゼロクロス検出手段からの検出信号に基づいて、所
定のカウンタ初期値を前記カウンタ手段に設定する手段
と、を備えたことを特徴とする電力制御装置。