JPH08308215A

JPH08308215A - ゼロクロス点検出装置及び電力制御装置

Info

Publication number: JPH08308215A
Application number: JP12917095A
Authority: JP
Inventors: Takuhide Nakayama; 卓英中山
Original assignee: Hirata Corp
Current assignee: Hirata Corp
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 1996-11-22

Abstract

(57)【要約】【構成】電圧比較回路１２は、電源電圧Ｖが−Ｖth≦
Ｖ≦Ｖthの時に電圧比較信号Ｓcを出力する。電圧極性
検出回路１３は電圧比較信号Ｓcが出力される前後の極
性を検出する。滞在時間検出部１４は電源電圧Ｖが−Ｖ
th≦Ｖ≦Ｖthにある時間を検出する。判定処理部１６
は、電源電圧Ｖの極性が反転したかどうか、滞在時間Ｔ
cが一定以上かによって電圧比較信号Ｓcが正常なゼロク
ロス点によるものか否か判断し、正しいと判断すると信
号処理部１８からゼロクロス点検出信号Ｓzを出力す
る。【効果】電源電圧に乗っている高い周波数の歪み成分
やノイズ、あるいは電源電圧の瞬時的な電圧降下によっ
て誤ってゼロクロス点が検出されるのを防止し、ゼロク
ロス点検出の信頼性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は交流信号のゼロクロス点
を検出するためのゼロクロス点検出装置、及び当該ゼロ
クロス点検出装置を用いた電力制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、位相角制御方式の電力制御装置
においては、ゼロクロス点検出回路により交流電源の出
力のゼロクロス点を検出し、ゼロクロス点から所定の制
御角（トリガー位相角）でサイリスタをターンオンさせ
ている。

【０００３】図１（ａ）（ｂ）（ｃ）は従来のゼロクロ
ス点検出回路によるゼロクロス点検出方法を説明する図
である。図１（ａ）に示すような交流電源の電源電圧Ｖ
は、ゼロボルトを挟む２つのスレッショルド電圧±Ｖth
（ただし、Ｖth＞０）と比較され、電源電圧Ｖが−Ｖth
≦Ｖ≦Ｖthの区間で、図１（ｂ）に示すように矩形状の
電圧比較信号Ｓcが出力され、図１（ｃ）に示すように
電圧比較信号Ｓcの立ち下がり動作と同期してパルス状
のゼロクロス点検出信号Ｓzが出力される。

【０００４】図２は上記のような動作を行なう従来のゼ
ロクロス点検出回路１の一例を示す回路図であって、電
源電圧Ｖとスレッショルド電圧±Ｖthとを比較して電圧
比較信号Ｓcを出力する電圧比較回路２と、ゼロクロス
点検出信号Ｓzを出力するパルス信号発生回路３とから
構成されている。電圧比較回路２は、２つのコンパレー
タ４、５及びアンド（ＡＮＤ）素子６からなる。電圧比
較回路２においては、一方のコンパレータ４は電源電圧
Ｖとスレッショルド電圧Ｖthを比較しており、電源電圧
Ｖがスレッショルド電圧Ｖthよりも低い場合にコンパレ
ータ４からハイ（Ｈ）電位を出力する。また、他方のコ
ンパレータ５は電源電圧Ｖとスレッショルド電圧−Ｖth
を比較しており、電源電圧Ｖがスレッショルド電圧−Ｖ
thよりも高い場合にコンパレータ５からハイ電位を出力
する。２つのコンパレータ４、５の出力はアンド素子６
に入力されており、両コンパレータ４、５の出力がハイ
の場合にアンド素子６からもハイ電位の電圧比較信号Ｓ
cが出力される。このような電圧比較回路２によれば、
電源電圧Ｖの大きさに応じて出力が、Ｖ≦−Ｖth であれば、ロー（Ｌ） −Ｖth≦Ｖ≦Ｖth であれば、ハイ（Ｈ）Ｖth≦Ｖであれば、ロー（Ｌ）となる。従って、電圧比較回路２からは、電源電圧Ｖが
−Ｖth≦Ｖ≦Ｖthの区間で矩形状の電圧比較信号Ｓcが
出力される。パルス信号発生回路３としては、例えばワ
ンショトマルチバイブレータを用いることができ、電圧
比較回路２から電圧比較信号Ｓcが出力されると、電圧
比較信号Ｓcの立ち下がり動作と同期してゼロクロス点
検出信号Ｓzが出力される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】位相角制御方式の電力
制御装置においては、ゼロクロス点を検出し、ゼロクロ
ス点を基準として所定の制御角でサイリスタを導通させ
ることにより負荷に供給する電力を制御するものである
から、高精度の位相角制御を行なうためには、ゼロクロ
ス点の検出精度も高精度が要求される。

【０００６】しかしながら、上記のようなゼロクロス点
検出回路１では、図３（ａ）に示すように電源電圧Ｖが
電源周波数よりも高い周波数の歪み成分やノイズを多く
含んでいると、図３（ｃ）に示すように、正常なゼロク
ロス点検出信号Ｓzの前後に、電源電圧Ｖの歪みやノイ
ズに起因する誤ったゼロクロス点検出信号Ｓeが発生す
る。特に、交流電源として発電機を用いた場合には、こ
のような原因により誤ったゼロクロス点検出信号Ｓeが
発生し易かった。このため、例えば位相角制御において
は、誤ったゼロクロス点検出信号Ｓeを基準として制御
角が計測され、位相角制御による電力制御を不安定に
し、その制御精度を低下させるという問題があった。ま
た、ゼロクロス点をカウントして交流電源の波数をカウ
ントするような応用分野では、誤ったゼロクロス点検出
信号Ｓeもカウントするため、正確にゼロクロス点をカ
ウントすることができず、致命的な問題となっていた。

【０００７】また、位相角制御方式の電力制御装置等に
おいては、制御角θ₁でサイリスタがターンオンして急
に負荷電流が流れ始めると、図４（ａ）に示すように、
短時間電源電圧Ｖが降下し、図４（ｃ）に示すように、
この電源電圧降下によっても誤ったゼロクロス点検出信
号Ｓeが出力されることがある。特に、交流電源として
発電機を用いた場合のように、電源インピーダンスのイ
ンダクタンス分が大きいと、電源電圧Ｖの絶対値がスレ
ッショルド電圧Ｖth以下まで降下し、誤ったゼロクロス
点検出信号Ｓeが出力され易い。この場合も、位相角制
御に用いられている場合には、位相角制御に誤差を生
じ、電力制御を不安定にするという問題がある。また、
ゼロクロス点をカウントして交流電源の波数をカウント
するような応用分野では、致命的な問題となっていた。

【０００８】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、誤ったゼロ
クロス点検出信号によってゼロクロス点を誤検出するの
を防止することにある。特に、発電機を電源として用い
た場合の電力制御を安定化させることを目的としてい
る。

【０００９】

【発明の開示】本発明による請求項１のゼロクロス点検
出装置は、交流信号の信号レベルがゼロレベルを含む所
定範囲内にあるかどうか判定する信号レベル判定手段を
有し、その判定情報に基づいてゼロクロス点を検出する
ようになった、ゼロクロス点検出装置において、交流信
号の極性を検出する手段と、交流信号の信号レベルが所
定範囲内に入った場合に、所定範囲内に入る前と所定範
囲から出た後で交流信号の極性が反転したかどうか判定
し、それによりゼロクロス点が正しく検出されたかどう
か判別する手段と、を備えたことを特徴としている。

【００１０】交流信号が正常にゼロクロス点を通過した
場合には、その前後で信号の極性が反転する。これに対
し、交流信号にそれよりも高い周波数の歪み成分やノイ
ズ等が乗っていると、信号レベルがゼロレベルを含む所
定範囲内に入っても、その前後で交流信号の極性が反転
しない。また、電力の位相角制御の場合のように、制御
角でサイリスタが導通開始して急激に信号レベルが低下
したような場合、信号レベルが低下してゼロレベルを含
む所定範囲内に入っても、その前後で交流信号の極性が
反転しない。従って、信号レベルが所定範囲内に入った
場合に、所定範囲内に入る前と所定範囲から出た後で交
流信号の極性が反転したかどうか判定することにより、
それがゼロクロス点を通過したことによるものか、他の
原因によるものかを判別することができる。

【００１１】本発明による請求項２のゼロクロス点検出
装置は、交流信号の信号レベルがゼロレベルを含む所定
範囲内にあるかどうか判定する信号レベル判定手段を有
し、その判定情報に基づいてゼロクロス点を検出するよ
うになった、ゼロクロス点検出装置において、前記信号
レベル判定手段による判定情報に基づいて、交流信号の
信号レベルが所定範囲内に滞在している時間を求める手
段と、交流信号の信号レベルが所定範囲内に入った場合
に、前記滞在時間が所定時間以上であるかどうかを判定
し、それによりゼロクロス点が正しく検出されたかどう
か判別する手段と、を備えたことを特徴としている。

【００１２】ここで滞在時間とは、信号レベルがゼロレ
ベルを含む所定範囲内に入ってから、その所定範囲から
出るまでの時間である。

【００１３】交流信号に乗っている高い周波数の歪み成
分やノイズ等は、交流信号よりも振幅が小さいので、こ
れらの原因により信号レベルが所定範囲に入って再びそ
の範囲から出る時間は、交流信号が所定範囲を通過する
時間よりも一般に短い。従って、信号レベルが所定範囲
内に滞在している時間の長さから、交流信号の歪み成分
やノイズによるものを判別する事ができる。

【００１４】請求項３に記載の実施態様は、請求項１又
は２に記載のゼロクロス点検出装置において、ゼロクロ
ス点が正しく検出されたと判断した場合にのみ、ゼロク
ロス点検出信号を出力するようにしたことを特徴として
いる。

【００１５】この実施態様によれば、請求項１又は２の
ようにして、ゼロクロス点が正確に検出されたと判断し
た場合にのみ、ゼロクロス点検出信号を出力する事がで
きる。従って、ゼロクロス点検出信号を出力した後、そ
の取消を行えない用途に適している。

【００１６】請求項４に記載の実施態様は、請求項１又
は２に記載のゼロクロス点検出装置において、ゼロクロ
ス点が検出されるとゼロクロス点検出信号を出力すると
共に、ゼロクロス点が正しく検出されなかったと判断し
た場合には無効信号を出力するようにしたことを特徴と
している。

【００１７】また、請求項５に記載の実施態様は、請求
項１又は２に記載のゼロクロス点検出装置において、ゼ
ロクロス点が検出されるとゼロクロス点検出信号を出力
すると共に、ゼロクロス点が正しく検出されたと判断し
た場合には有効信号を出力するようにしたことを特徴と
している。

【００１８】請求項４の実施態様では、ゼロクロス点検
出信号を出力した後、そのゼロクロス点検出信号が正し
くないと判断した場合には、無効信号を出力してゼロク
ロス点検出信号を取り消すことができる。また、請求項
５の実施態様では、ゼロクロス点検出信号を出力した
後、そのゼロクロス点検出信号が正しいと判断した場合
には、有効信号を出力してゼロクロス点検出信号の有効
性を再確認することができる。従って、これらの実施態
様は、ゼロクロス点検出信号を出力した後の処理を取消
可能な用途に適する。しかも、ゼロクロス点検出信号の
取消又は有効性の再確認を行うことができるので、ゼロ
クロス点検出信号の出力タイミングを早くすることがで
きる。

【００１９】請求項６に記載の電力制御装置は、交流電
源及び負荷に接続して負荷回路を構成するためのサイリ
スタと、上記ゼロクロス点検出装置と、ゼロクロス点検
出装置によって検出された正常なゼロクロス点から所定
の制御角で、前記サイリスタを導通させる位相角制御手
段と、を備えたことを特徴としている。

【００２０】この電力制御装置によれば、正しくゼロク
ロス点が検出された場合と誤ってゼロクロス点が検出さ
れた場合とを判別する事ができるので、電力制御装置の
制御精度を向上させることができる。特に、電源電圧の
歪みやサイリスタ（つまり、ＳＣＲ、トライアック等）
の導通開始時の一時的な電圧低下等による制御精度の低
下を防止することができ、特に、交流電源として発電機
を用いた場合にも安定した電力制御を行わせることがで
きる。

【００２１】

【実施例】図５は本発明の一実施例によるゼロクロス点
検出装置１１の構成を示す機能ブロック図である。この
ゼロクロス点検出装置１１は、電圧比較回路１２、電圧
極性検出回路１３、滞在時間検出部１４、タイマー１
５、判定処理部１６、メモリ１７及び信号出力部１８に
より構成されている。また、図６（ａ）〜（ｄ）はゼロ
クロス点検出装置１１の各部の波形を示す図であって、
図６（ａ）は交流電源の電圧波形を示す図、図６（ｂ）
は電圧比較回路１２の出力（電圧比較信号Ｓc）を示す
図、図６（ｃ）は電圧極性検出回路１３によって検出さ
れた電源電圧Ｖの極性を示す図、図６（ｄ）は信号出力
部１８から出力されるゼロクロス点検出信号Ｓzを示す
図である。

【００２２】電圧比較回路１２は、交流電源の電源電圧
Ｖがゼロボルトを含む所定電圧範囲（以下、比較範囲と
呼ぶ）内にあるかどうか判定し、その判定結果を電圧比
較信号Ｓcとして出力するものである。例えば、図２の
ゼロクロス点検出回路１に用いられている電圧比較回路
２と同じものであって、電源電圧Ｖが、−Ｖth≦Ｖ≦Ｖ
thの範囲にある時、ハイ（Ｈ）電位の電圧比較信号Ｓc
を出力する（図６（ａ）（ｂ））。この電圧比較信号Ｓ
cは、滞在時間検出部１４、判定処理部１６及び信号出
力部１８へ出力される。なお、電圧比較回路１２を全波
整流回路とコンパレータで構成し（図示せず）、図９
（ａ）（ｂ）に示すように、交流電源の電源電圧Ｖを全
波整流回路で全波整流した後、この全波整流波形１９を
コンパレータでスレッショルド電圧Ｖthと比較し、図９
（ｃ）に示すように、全波整流された電源電圧Ｖがスレ
ッショルド電圧Ｖthよりも小さな区間で電圧比較信号Ｓ
cが出力されるようにしてもよい。

【００２３】滞在時間検出部１４は、電圧比較回路１２
から受信した電圧比較信号Ｓcに基づき、電源電圧Ｖが
比較範囲（−Ｖth≦Ｖ≦Ｖth）内に滞在している時間Ｔ
c、すなわち電源電圧Ｖが比較範囲内に入ってから比較
範囲から出るまでの時間を計測する。また、タイマー１
５は滞在時間Ｔcを計測するためのものである。

【００２４】マイクロコンピュータを用いてソフトウエ
ア的処理により滞在時間Ｔcを計測する手順を図７のフ
ローチャートに示す。まず、電圧比較回路１２の出力を
監視し、電圧信号がロー（Ｌ）電位からハイ（Ｈ）電位
に立ち上がるまで待機し（Ｓ２１）、電圧比較信号Ｓc
がハイ電位に立ち上がると同時にタイマー１５をリセッ
トしてスタートさせる（Ｓ２２）。ついで、電圧比較信
号Ｓcがハイ電位からロー電位に立ち下がるまで待機し
（Ｓ２３）、電圧比較信号Ｓcがロー電位に立ち下がる
とタイマー１５を停止させる（Ｓ２４）。ついで、タイ
マー１５を読み取って滞在時間Ｔcの計測値を判定処理
部１６へ送信する（Ｓ２５）。

【００２５】滞在時間検出部１４における滞在時間検出
方法は、図７に示すような方法に限るものでなく、例え
ば電圧比較信号Ｓcの信号幅（時間）として電気回路に
より直接に計測するようにしてもよい。

【００２６】電圧極性検出回路１３は、図６（ｃ）に示
すように、交流電源の極性つまり電源電圧の正負を検出
するものである。電圧極性検出回路１３は、極性検知装
置（polarity indicator）に限らず、例えば基準電圧を
ゼロボルトとしたコンパレータを用いることもできる。
電圧極性検出回路１３で検出された電源電圧Ｖの極性を
示す情報は判定処理部１６へ送られる。

【００２７】判定処理部１６は、電圧極性検出回路１３
から送信された極性情報と滞在時間検出部１４から送信
された滞在時間Ｔcに基づき、電圧比較回路１２から出
力された電圧比較信号Ｓcがゼロクロス点を通過したこ
とによる正しい情報であるのか、あるいは誤った情報で
あるのかを判定し、その判定結果を信号出力部１８へ送
信する。

【００２８】メモリ１７は、滞在時間検出部１４や判定
処理部１６に所定の処理を行なわせるためのプログラム
や、滞在時間Ｔcとの比較値Ｔ₀などを記憶している。ま
た、電圧極性検出回路１３で検出され判定処理部１６へ
送信された極性情報なども一時的にメモリ１７に記憶さ
れる。

【００２９】信号出力部１８は、判定処理部１６から正
常な電圧比較信号Ｓcであるという結果を受け取ると、
例えば電圧比較信号Ｓcの立ち下がりと同期してゼロク
ロス点検出信号Ｓzを出力する（図６（ｄ））。これに
対し、正常でない電圧比較信号Ｓcであるという結果を
受け取ると、ゼロクロス点検出信号Ｓzを出力しない
（図６（ｄ）参照）。

【００３０】図８は上記ゼロクロス点検出装置１１にお
いて電圧比較信号Ｓcが正しい情報であるか、歪み成分
等による誤った情報であるかを判別してゼロクロス点検
出信号Ｓzを出力するための手順を示すフローチャート
である。まず、電圧極性検出回路１３により電源電圧Ｖ
の極性を検出し（Ｓ３１）、これをメモリ１７に記憶し
ておく（Ｓ３２）。ついで、電圧比較回路１２から電圧
比較信号Ｓcが出力されると（Ｓ３３）、滞在時間検出
部１４により、電圧比較信号Ｓcの比較範囲における滞
在時間Ｔcを計測し（Ｓ３４）、滞在時間Ｔcが比較時間
Ｔ₀よりも長いか否かが判定される（Ｓ３５）。

【００３１】このとき、滞在時間Ｔcが比較時間Ｔ₀より
短い（Ｔc＜Ｔ₀）と判定された場合には、ゼロクロス点
検出信号Ｓzを出力せず、再度Ｓ３３のステップから繰
り返す。電源電圧Ｖに乗った高い周波数の歪み成分やノ
イズ等により電圧比較信号Ｓcが出力された場合には、
滞在時間Ｔcは電源電圧Ｖが正常にゼロクロス点を通過
した場合に比べて短いので、比較時間Ｔ₀の値を適当に
決めることにより（例えば、実験的に決めることができ
る）、歪み成分等による場合と区別する事ができ、この
ような場合にゼロクロス点検出信号Ｓzが出力されるの
を防止する事ができる（図６（ｄ）参照）。

【００３２】これに対し、滞在時間Ｔcが比較時間Ｔ₀以
上に長い（Ｔc≧Ｔ₀）と判定された場合には、電圧極性
検出回路１３により、電圧比較信号Ｓc出力後の極性を
検出する（Ｓ３６）。ついで、判定処理部１６におい
て、検出した電圧比較信号Ｓc出力後の極性と、メモリ
１７に記憶している電圧比較信号Ｓc出力前の極性とを
比較し、極性が反転したかどうか判断する（Ｓ３７）。

【００３３】ここで、極性が反転していないと判断され
た場合には、ゼロクロス点検出信号Ｓzを出力せず、再
度Ｓ３３のステップから繰り返す。電源電圧Ｖに乗った
高い周波数の歪み成分やノイズ等により電圧比較信号Ｓ
cが出力された場合、また位相制御方式の電力制御装置
においてサイリスタ導通開始時の電圧降下により電圧比
較信号Ｓcが出力された場合には、電圧比較信号Ｓcの前
後で極性が変化しないので、極性が変化しないと判断し
た場合には、ゼロクロス点検出信号Ｓzを出力しないこ
とにより、誤ってゼロクロス点検出信号Ｓzが出力され
るのを防止できる（図６（ｄ）参照）。

【００３４】極性が反転したと判断された場合には、メ
モリ１５に記憶している電源電圧Ｖの極性を書き換えた
（Ｓ３８）後、信号出力部１８からゼロクロス点検出信
号Ｓzを出力する（Ｓ３９）。こうして電圧比較信号Ｓc
の滞在時間Ｔcが比較時間Ｔ₀以上で、極性が反転した場
合に、ゼロクロス点検出信号Ｓzを出力することによ
り、誤ってゼロクロス点検出信号Ｓzが出力されるのを
防止することができる。

【００３５】図１０は本発明の別な実施例によるゼロク
ロス点検出装置４１を示す機能ブロック図である。ま
た、図１１（ａ）〜（ｅ）はゼロクロス点検出装置４１
の各部の波形を示す図であって、図１１（ａ）は交流電
源の電圧波形を示す図、図１１（ｂ）は電圧比較回路１
２の出力（電圧比較信号Ｓc）を示す図、図１１（ｃ）
は電圧極性検出回路１３によって検出された電源電圧Ｖ
の極性を示す図、図１１（ｄ）は判定処理部１６から出
力される無効信号（判定信号）を示す図、図１１（ｅ）
は判定処理部１６から出力される有効信号（判定信号）
を示す図である。

【００３６】このゼロクロス点検出装置４１にあって
は、電圧比較回路１２から出力される電圧比較信号Ｓc
（の立ち下がり動作点）をゼロクロス点検出装置４１の
ゼロクロス点検出信号Ｓzとして外部へ出力している。
一方、判定処理部１６は、電圧極性検出回路１３から送
信された極性情報と滞在時間検出部１４から送信された
滞在時間Ｔcに基づき、電圧比較信号Ｓcがゼロクロス点
を通過したことによる正しい情報であるのか、あるいは
誤った情報であるのかを判定する。そして、正しい電圧
比較信号Ｓcであると判断した場合には、図１１（ｅ）
に示すように有効信号を出力し、誤った電圧比較信号Ｓ
cであると判断した場合には、図１１（ｄ）に示すよう
に無効信号を出力する。

【００３７】例えば、このゼロクロス点検出装置４１が
位相制御方式の電力制御装置に用いられている場合に
は、電圧比較回路１２から出力された電圧比較信号Ｓc
の立ち下がり動作（ゼロクロス点検出信号Ｓz）と同期
して位相角が計測開始され、位相角が制御角に達するま
でに無効信号が出力されるとゼロクロス点検出信号Ｓz
が取り消されてサイリスタはターンオンしない。逆に、
位相角が制御角に達するまでに有効信号が出力される
と、制御角に達したときにサイリスタがターンオンす
る。

【００３８】図１２はこのゼロクロス点検出装置４１に
おける処理手順を示すフローチャートである。この場合
には、Ｓ３５のステップで潜在時間Ｔcが比較時間Ｔ₀よ
りも短いと判断した場合、あるいは、Ｓ３７のステップ
で電源電圧Ｖの極性が反転していないと判断した場合に
は、判断処理部１６から無効信号を出力して電圧比較信
号Ｓcを取り消す（Ｓ４６）。また、Ｓ３５のステップ
で潜在時間Ｔcが比較時間Ｔ₀よりも長いと判断され、か
つ、Ｓ３７のステップで電源電圧の極性が反転したと判
断された場合には、判定処理部１６から有効信号を出力
する（Ｓ４７）。なお、この実施例では、無効信号と有
効信号を出力するようにしたが、いずれか一方のみを出
力するようにしても差し支えない。

【００３９】なお、上記実施例では、滞在時間Ｔcと極
性反転から誤ったゼロクロス点検出信号を判断している
が、極性が反転したかどうかの判断のみを行ってもよ
い。また、高い周波数の歪み成分やノイズ等だけが問題
となる場合には、滞在時間Ｔcのみから判断しても差し
支えない。

【００４０】図１３は本発明によるゼロクロス点検出装
置５４を用いた位相制御方式の電力制御装置を示す回路
図（一部機能ブロック図）である。交流電源５１とトラ
イアック（ＴＲＩＡＣ）５２と負荷５３によって負荷回
路が構成されており、ゼロクロス点検出装置５４が交流
電源５１に接続されている。ゼロクロス点検出装置５４
によって電源電圧Ｖのゼロクロス点が検出されると、制
御角設定部５５はゼロクロス点から所定の制御角（時
間）を計測し、制御角に達するとトリガー回路５６から
トライアック５２へトリガー信号を出力し、トライアッ
ク５２をターンオンさせる。トライアック５２がターン
オンして導通すると、負荷５３に電力が供給され、電源
電圧Ｖが次のゼロクロス点に達すると、トライアック５
２がターンオフして非導通となる。従って、制御角を変
化させることにより、負荷５３に供給する電力を制御す
ることができる。しかも、本発明によるゼロクロス点検
出装置５４を用いれば、ゼロクロス点の検出ミスが少な
くなるので、電力制御装置の電力制御精度を向上させる
ことができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明のゼロクロス点検出装置によれ
ば、ゼロクロス点の検出ミスを減少させる事ができ、信
頼性を向上させることができる。特に、交流電源として
発電機を用いた場合でもゼロクロス点の検出精度を高く
することができる。

【００４２】また、本発明の電力制御装置によれば、ゼ
ロクロス点の検出ミスが少なくなるので、電力制御装置
の電力制御精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のゼロクロス点検出方法を説明するための
図であって、（ａ）は電源電圧の波形図、（ｂ）は電圧
比較信号を示す図、（ｃ）はゼロクロス点検出信号を示
す図である。

【図２】従来のゼロクロス点検出回路の一例を示す図で
ある。

【図３】（ａ）は高い周波数の歪み成分等を含んだ電源
電圧の波形を示す図、（ｂ）はその時の電圧比較信号を
示す図、（ｃ）はゼロクロス点検出信号を示す図であ
る。

【図４】（ａ）は制御角で電源電圧が急降下した電源電
圧の波形図、（ｂ）はその時の電圧比較信号を示す図、
（ｃ）はゼロクロス点検出信号を示す図である。

【図５】本発明の一実施例によるゼロクロス点検出装置
の構成を示すブロック図である。

【図６】同上のゼロクロス点検出装置の各部の波形を示
す図であって、（ａ）は電源電圧の波形を示す図、
（ｂ）は電圧比較回路の出力を示す図、（ｃ）は電圧極
性検出回路によって検出された電源電圧の極性を示す
図、（ｄ）は信号出力部から出力されるゼロクロス点検
出信号を示す図である。

【図７】同上の滞在時間検出部における処理手順を示す
フローチャートである。

【図８】同上のゼロクロス点検出装置における処理手順
を示すフローチャートである。

【図９】電圧比較回路における別な電圧比較信号の生成
方法を示す図であって、（ａ）は電源電圧の波形を示す
図、（ｂ）は電源電圧の全波整流波形を示す図、（ｃ）
は電圧比較信号を示す図である。

【図１０】本発明の別な実施例によるゼロクロス点検出
装置の構成を示すブロック図である。

【図１１】同上のゼロクロス点検出装置の各部の波形を
示す図であって、（ａ）は電源電圧の波形を示す図、
（ｂ）は電圧比較回路の出力を示す図、（ｃ）は電圧極
性検出回路によって検出された電源電圧の極性を示す
図、（ｄ）は判定処理部から出力される無効信号を示す
図、（ｅ）は判定処理部から出力される有効信号を示す
図である。

【図１２】同上のゼロクロス点検出装置における処理手
順を示すフローチャートである。

【図１３】本発明に係る電力制御装置を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１２電圧比較回路１３電圧極性検出回路１４滞在時間検出部１６判定処理部１８信号出力部Ｓc 電圧比較信号Ｓz ゼロクロス点検出信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流信号の信号レベルがゼロレベルを含
む所定範囲内にあるかどうか判定する信号レベル判定手
段を有し、その判定情報に基づいてゼロクロス点を検出
するようになった、ゼロクロス点検出装置において、交流信号の極性を検出する手段と、交流信号の信号レベルが所定範囲内に入った場合に、所
定範囲内に入る前と所定範囲から出た後で交流信号の極
性が反転したかどうか判定し、それによりゼロクロス点
が正しく検出されたかどうか判別する手段と、を備えた
ゼロクロス点検出装置。
【請求項２】交流信号の信号レベルがゼロレベルを含
む所定範囲内にあるかどうか判定する信号レベル判定手
段を有し、その判定情報に基づいてゼロクロス点を検出
するようになった、ゼロクロス点検出装置において、前記信号レベル判定手段による判定情報に基づいて、交
流信号の信号レベルが所定範囲内に滞在している時間を
求める手段と、交流信号の信号レベルが所定範囲内に入った場合に、前
記滞在時間が所定時間以上であるかどうかを判定し、そ
れによりゼロクロス点が正しく検出されたかどうか判別
する手段と、を備えたゼロクロス点検出装置。
【請求項３】ゼロクロス点が正しく検出されたと判断
した場合にのみ、ゼロクロス検出信号を出力するように
した、請求項１又は２に記載のゼロクロス点検出装置。
【請求項４】ゼロクロス点が検出されるとゼロクロス
点検出信号を出力すると共に、ゼロクロス点が正しく検
出されなかったと判断した場合には無効信号を出力する
ようにした、請求項１又は２に記載のゼロクロス点検出
装置。
【請求項５】ゼロクロス点が検出されるとゼロクロス
点検出信号を出力すると共に、ゼロクロス点が正しく検
出されたと判断した場合には有効信号を出力するように
した、請求項１又は２に記載のゼロクロス点検出装置。
【請求項６】交流電源及び負荷に接続して負荷回路を
構成するためのサイリスタと、請求項１、２、３、４又は５に記載のゼロクロス点検出
装置と、ゼロクロス点検出装置によって検出された正常なゼロク
ロス点から所定の制御角で、前記サイリスタを導通させ
る位相角制御手段と、を備えた電力制御装置。