JPH09319441A - Power controller - Google Patents

Power controller

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Publication number
JPH09319441A
JPH09319441A JP8154800A JP15480096A JPH09319441A JP H09319441 A JPH09319441 A JP H09319441A JP 8154800 A JP8154800 A JP 8154800A JP 15480096 A JP15480096 A JP 15480096A JP H09319441 A JPH09319441 A JP H09319441A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
signal
temperature
switching element
power
Prior art date
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Pending
Application number
JP8154800A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahide Nakatani
正秀 中谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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Publication of JPH09319441A publication Critical patent/JPH09319441A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power controller which can reduce a noise or a rush current. SOLUTION: A 'PWM' signal generated by a PWM circuit 71 and a 'phase control' signal generated by a phase control circuit 8 are synthesized by an OR circuit 73 of an inverter driving circuit 7. Since switching is performed at a frequency higher than an AC power source by the 'PWM' signal, an input current can be let flow over the full cycle of the AC power source 1. Thus, a power rate is improved and a high frequency current can be reduced. Since the number of times of switching is reduced while depending on the 'phase control' signal, on the other hand, the noise is reduced. By using both the merits, the high frequency current and noise can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は,電力制御装置に
関し,更に詳しくは,複写機,プリンタ等の定着装置
や,電磁調理器などに使用する電力制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power control device, and more particularly to a power control device used in a fixing device such as a copying machine or a printer, or an electromagnetic cooker.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在,複写機やプリンタでは,熱定着方
式が広く採用されている。これは,転写紙上に形成した
トナーによる複写像を固定するため,加熱したローラで
前記トナーを融着させるものである。このローラは,中
空ローラ部材に棒状のハロゲンヒータを内設した構造で
あり,その表面は,ハロゲンヒータの通電時間制御によ
り所定温度に保たれる。ハロゲンヒータは,タングステ
ンフィラメントを不活性ガスとともに棒状のガラス管に
封入した構造である。
2. Description of the Related Art At present, a thermal fixing system is widely used in copying machines and printers. This is to fuse the toner with a heated roller in order to fix the copy image by the toner formed on the transfer paper. This roller has a structure in which a rod-shaped halogen heater is provided inside a hollow roller member, and the surface thereof is kept at a predetermined temperature by controlling the energization time of the halogen heater. The halogen heater has a structure in which a tungsten filament is enclosed in a rod-shaped glass tube together with an inert gas.

【0003】さて,前記ハロゲンヒータの通電時間制御
方法としては,トライアックを用いた位相制御方法が知
られている。これはトライアックをオンするトリガ点
(位相角)を交流電源のゼロクロスに同期して制御する
方式である。当該方式によれば,トライアックの転流特
性を利用して,少ない部品で効率良く負荷電力を制御で
きる。
A phase control method using a triac is known as a method for controlling the energization time of the halogen heater. This is a method of controlling the trigger point (phase angle) for turning on the triac in synchronization with the zero cross of the AC power supply. According to this method, the load power can be efficiently controlled with a small number of parts by utilizing the commutation characteristics of the triac.

【0004】ところが,上記方式は交流電源の半周期毎
に通電比率を制御する必要があるため,電力の力率が低
くなる。また,大きな電流容量のスイッチング素子が必
要になる。
However, in the above method, since it is necessary to control the energization ratio every half cycle of the AC power source, the power factor of the electric power becomes low. Also, a switching element with a large current capacity is required.

【0005】このため,特開平5−216358号公報
に記載の定着ヒータ駆動装置が提案されている。この装
置は,交流電源を整流し,スイッチ手段を設け,定着器
ヒータへの通電の出力電圧を略一定に制御するものであ
る。この装置によれば,交流電源の変動によらずヒータ
に一定電力を供給できるので,安定した定着特性が得ら
れる。
For this reason, a fixing heater driving device described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-216358 has been proposed. This device rectifies an AC power supply, provides a switch means, and controls an output voltage for energizing a fixing device heater to be substantially constant. According to this apparatus, constant electric power can be supplied to the heater regardless of fluctuations in the AC power source, so that stable fixing characteristics can be obtained.

【0006】また,特公平6−87432号公報におい
ては,交流電源に,負荷と整流器を介してスイッチング
素子とを接続し,高周波でスイッチングする技術が提案
されている。これによれば,電源の力率が向上し,高周
波が低減される。
Further, Japanese Patent Publication No. 6-87432 proposes a technique in which a switching element is connected to an AC power source via a load and a rectifier to switch at a high frequency. This improves the power factor of the power supply and reduces high frequencies.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら,上記特
開平5−216358号公報および特公平6−8743
2号公報に記載のものは,スイッチング回数が多くなる
のでノイズが増加する問題点がある。また,突入電流が
生じる問題点がある。
However, the above-mentioned JP-A-5-216358 and JP-B-6-8743.
The device described in Japanese Patent No. 2 has a problem that noise increases because the number of switching times increases. There is also the problem of inrush current.

【0008】そこで,この発明は,上記に鑑みてなされ
たものであって,ノイズや突入電流を低減できる電力制
御装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a power control device capable of reducing noise and inrush current.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに,請求項1の電力制御装置では,負荷と,負荷に電
力を供給する交流電源と,負荷に直列に接続したスイッ
チング素子と,当該スイッチング素子を駆動する駆動信
号を出力する駆動信号出力手段と,を有する電力制御装
置において,前記駆動信号出力手段が,交流電源の周波
数よりも高い周波数で前記スイッチング素子をスイッチ
ングさせる第1の信号と,前記スイッチング素子を連続
してオンさせる第2の信号とを出力し,前記交流電源の
半周期間を,スイッチングする期間と連続してオンする
期間とに区分けするようにした。
In order to achieve the above object, in a power control device according to claim 1, a load, an AC power supply for supplying power to the load, a switching element connected in series to the load, In a power control device having drive signal output means for outputting a drive signal for driving the switching element, the drive signal output means causes the drive signal output means to switch the switching element at a frequency higher than the frequency of the AC power supply. And a second signal for continuously turning on the switching element, so that the half cycle of the AC power supply is divided into a switching period and a continuous on period.

【0010】すなわち,交流電源の半周期間を,スイッ
チングする期間と連続してオンする期間とに区分けし,
それぞれの利点を活用するようにした。スイッチング期
間では高周波電流を低減でき且つ力率を向上できるが,
ノイズが発生してしまう。そこで,一部期間をノイズの
少ない連続オン期間とした。このため,全体的に高周波
電流の低減,力率の向上およびノイズの減少を図ること
ができる。
That is, the half cycle of the AC power supply is divided into a switching period and a continuous ON period,
I made use of each advantage. High frequency current can be reduced and power factor can be improved in the switching period.
Noise is generated. Therefore, we set a part of the period as a continuous ON period with less noise. Therefore, it is possible to reduce the high frequency current, improve the power factor and reduce the noise as a whole.

【0011】また,請求項2に電力制御装置では,上記
電力制御装置(請求項1)に,さらに,前記負荷の温度
を検出する負荷温度検出手段を設け,前記負荷の温度に
基づいて前記区分けを行うようにした。
According to a second aspect of the power control apparatus, the power control apparatus (Claim 1) is further provided with load temperature detecting means for detecting the temperature of the load, and the classification is performed based on the temperature of the load. To do.

【0012】ハロゲンヒータやハロゲンランプなどの負
荷は,その負荷抵抗が温度に依存する。このため,上記
の如く,負荷の温度により前記区分けを行って力率など
をコントロールするようにすれば,負荷を安定に駆動で
きる。例えば,負荷抵抗の小さい低温時に,過電流や突
入電流が流れるのを防止できる。
The load resistance of a load such as a halogen heater or a halogen lamp depends on temperature. Therefore, as described above, the load can be stably driven by performing the classification according to the temperature of the load to control the power factor and the like. For example, it is possible to prevent an overcurrent or an inrush current from flowing at a low temperature when the load resistance is small.

【0013】また,請求項3に電力制御装置では,上記
電力制御装置(請求項2)に,さらに,前記温度に応じ
て前記区分けを変更する区分け変更手段を設けた。
Further, in the power control device according to claim 3, the power control device (claim 2) is further provided with a classification changing means for changing the classification according to the temperature.

【0014】このように,温度に応じて前記区分けを変
更するようにすれば,前記負荷を更に安定に駆動でき
る。すなわち,上記過電流や突入電流を防止しつつ,力
率などを効率よく向上できる。
By thus changing the division according to the temperature, the load can be driven more stably. That is, the power factor and the like can be efficiently improved while preventing the above-mentioned overcurrent and inrush current.

【0015】また,請求項4に電力制御装置では,上記
電力制御装置(請求項1)に,さらに,前記負荷への通
電経過時間に応じて前記区分けを変更する区分け変更手
段を設けた。
According to a fourth aspect of the power control apparatus, the power control apparatus (Claim 1) is further provided with a division changing means for changing the division according to an elapsed time of energization of the load.

【0016】負荷の温度は通電経過時間に概ね比例する
から,この通電経過時間により,前記区分けをしても上
記同様の効果がある。さらに,熱容量の大きな装置に負
荷を組み込んだ場合には,負荷の温度と上記負荷温度検
出手段との温度とに差違が生じることが多くなるが,通
電経過時間で区分けしておけばかかる温度の差違に影響
されないので,前記区分けが適切に行える。
Since the temperature of the load is substantially proportional to the elapsed time of energization, the same effect as described above can be obtained even if the above-mentioned classification is performed according to the elapsed time of energization. Furthermore, when a load is installed in a device having a large heat capacity, a difference often occurs between the temperature of the load and the temperature of the load temperature detecting means. Since it is not affected by the difference, the above classification can be appropriately performed.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下,この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお,この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.

【0018】(実施の形態1)図1は,この発明の電力
制御装置を示す構成図である。この電力制御装置100
において,交流電源1には,整流器2を介して負荷3と
スイッチング素子4とが接続されている。負荷3には,
温度検出部5が設けられている。さらに,温度検出部5
には,機械全体制御部6が接続されている。機械全体制
御部6は,電力制御装置100が組み込まれている機械
(複写機など)全体を制御する。9はインバータであ
り,スイッチング素子4,インバータ駆動回路7および
位相制御回路8とにより構成される。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram showing a power control apparatus of the present invention. This power control device 100
In, the load 3 and the switching element 4 are connected to the AC power source 1 via the rectifier 2. For load 3,
A temperature detector 5 is provided. Furthermore, the temperature detection unit 5
The whole machine control unit 6 is connected to the. The entire machine control unit 6 controls the entire machine (such as a copying machine) in which the power control device 100 is incorporated. An inverter 9 is composed of a switching element 4, an inverter drive circuit 7 and a phase control circuit 8.

【0019】前記インバータ駆動回路7は,機械全体制
御部6から入力する「温度制御」信号に応じてスイッチ
ング素子4の駆動信号を生成するPWM回路71と,機
械全体制御部6から入力する「負荷オン・オフ」信号に
応じてスイッチング素子4に供給する駆動信号を断続さ
せ,負荷3のオン・オフを制御するオン・オフ回路72
と,から構成されている。
The inverter drive circuit 7 includes a PWM circuit 71 for generating a drive signal for the switching element 4 in response to a "temperature control" signal input from the overall machine control unit 6, and a "load" input from the overall machine control unit 6. An on / off circuit 72 for controlling on / off of the load 3 by intermittently driving the drive signal supplied to the switching element 4 in accordance with the "on / off" signal.
It consists of and.

【0020】また,前記位相制御回路8は,機械全体制
御部6から入力する「基準値」信号に応じ,スイッチン
グ素子4を連続してオンする信号を生成する連続オン回
路81と,スイッチング素子4をオンするタイミングを
電源電圧の瞬時値に対応して検出する電源電圧検出回路
82と,から構成されている。
Further, the phase control circuit 8 has a continuous ON circuit 81 for generating a signal for continuously turning on the switching element 4 in accordance with a "reference value" signal inputted from the entire machine control section 6, and the switching element 4 And a power supply voltage detection circuit 82 for detecting the timing of turning on the switch in accordance with the instantaneous value of the power supply voltage.

【0021】さて,負荷3を動作するタイミングになる
と,機械全体制御部6からインバータ9に「負荷オン・
オフ」信号が入力され,スイッチング素子4を駆動する
信号がスイッチング素子4に供給される。
Now, at the timing of operating the load 3, the entire machine control unit 6 causes the inverter 9 to "turn on the load.
The “off” signal is input, and a signal for driving the switching element 4 is supplied to the switching element 4.

【0022】前記スイッチング素子4を駆動する信号
は,2種類ある。一方は,交流電源1の周波数よりも遥
かに高い周波数(例えば20KHz)でスイッチング素
子4をスイッチングするための「PWM」信号であり,
他方は,スイッチング素子4を連続してオンするための
「位相制御」信号である。
There are two types of signals for driving the switching element 4. One is a "PWM" signal for switching the switching element 4 at a frequency much higher than the frequency of the AC power supply 1 (for example, 20 KHz),
The other is a "phase control" signal for continuously turning on the switching element 4.

【0023】「PWM」信号はPWM回路71で生成さ
れ,「温度制御」信号に応じたデューティーを出力す
る。この「温度制御」信号は,温度検出部5により検出
した温度と,設定した温度と,の差に応じた電圧であ
り,機械全体制御部6から出力される。
The "PWM" signal is generated by the PWM circuit 71 and outputs a duty corresponding to the "temperature control" signal. The “temperature control” signal is a voltage corresponding to the difference between the temperature detected by the temperature detection unit 5 and the set temperature, and is output from the machine overall control unit 6.

【0024】例えば,図2に示すように,負荷3の温度
が設定値より低いときはデューティーを大きくし,温度
が高いときはデューティーを小さくする。さらに,図3
に示すように,負荷3の温度に応じてデューティーの上
限を設定している。
For example, as shown in FIG. 2, when the temperature of the load 3 is lower than the set value, the duty is increased, and when the temperature is high, the duty is decreased. Furthermore, FIG.
As shown in, the upper limit of the duty is set according to the temperature of the load 3.

【0025】図4に,「PWM」信号による負荷電圧の
波形を示す。図5は,「PWM」信号によるスイッチン
グの波形の時間軸を拡大したものである。スイッチング
素子4がオンしたときに交流電源1から負荷3までの配
線によるインダクタンスのため,負荷3に流れる電流
は,破線のような傾斜で増加する。このように,負荷3
の抵抗が低いときは「PWM」信号のデューティーを小
さくすることで,負荷電流の異常な増加を抑制してい
る。
FIG. 4 shows the waveform of the load voltage by the "PWM" signal. FIG. 5 is an enlarged view of the time axis of the waveform of switching by the "PWM" signal. When the switching element 4 is turned on, due to the inductance of the wiring from the AC power supply 1 to the load 3, the current flowing through the load 3 increases with a slope like the broken line. Thus, load 3
When the resistance is low, the duty of the "PWM" signal is reduced to suppress an abnormal increase in load current.

【0026】図6に,「位相制御」信号による負荷電圧
の波形を示す。「位相制御」信号は,位相制御回路8で
生成される。この「位相制御」信号は,電源電圧検出回
路82で検出した電源電圧と「基準値」信号とを連続オ
ン回路81で比較し,電源電圧が「基準値」に応じた電
圧以下のときに出力される。従って,図6では,「基準
値」信号として設定される電圧Vrよりも電源電圧が低
いときに,スイッチング素子4を連続してオンしてい
る。これにより,負荷3は半周期に2度通電されること
になる。
FIG. 6 shows the waveform of the load voltage due to the "phase control" signal. The “phase control” signal is generated by the phase control circuit 8. This "phase control" signal is output when the power supply voltage detected by the power supply voltage detection circuit 82 and the "reference value" signal are compared by the continuous ON circuit 81 and the power supply voltage is equal to or lower than the voltage corresponding to the "reference value". To be done. Therefore, in FIG. 6, the switching element 4 is continuously turned on when the power supply voltage is lower than the voltage Vr set as the “reference value” signal. As a result, the load 3 is energized twice in a half cycle.

【0027】「PWM」信号および「位相制御」信号
は,インバータ駆動回路7の論理和回路73で合成さ
れ,スイッチング素子4に供給される。ここでは,両信
号のうちスイッチング信号をオンする信号が優先的に出
力される。
The “PWM” signal and the “phase control” signal are combined by the logical sum circuit 73 of the inverter drive circuit 7 and supplied to the switching element 4. Here, of the two signals, the signal that turns on the switching signal is preferentially output.

【0028】以上より負荷電圧は,図7に示すような波
形となる。すなわち,電源電圧が電圧Vrよりも高いと
きにはスイッチングを行い,低いときには連続して電圧
を加える。
From the above, the load voltage has a waveform as shown in FIG. That is, when the power supply voltage is higher than the voltage Vr, switching is performed, and when it is low, the voltage is continuously applied.

【0029】以上説明したように,この電力制御装置1
00は,「PWM」信号と「位相制御」信号との双方の
利点を組み合わせた点に特徴がある。
As described above, this power control device 1
00 is characterized in that it combines the advantages of both the "PWM" signal and the "phase control" signal.

【0030】すなわち,「PWM」信号によるときに
は,交流電源よりも高い周波数でスイッチングするた
め,交流電源の周期の全期間に渡って入力電流を流すこ
とが出来る。これより,力率が向上し,高周波電流を低
減できる。特に出力(負荷電流)を可変したときは,従
来のサイリスタを使用する方式に比べ,大きな効果が得
られる(可変しても全期間で流れる)。
That is, when the "PWM" signal is used, switching is performed at a frequency higher than that of the AC power supply, so that the input current can flow over the entire period of the cycle of the AC power supply. As a result, the power factor is improved and the high frequency current can be reduced. In particular, when the output (load current) is varied, a greater effect is obtained compared to the conventional method using a thyristor (even if varied, it flows for the entire period).

【0031】一方,「位相制御」信号によるときには,
負荷電流の波形は,従来のサイリスタを使用する方式に
比べて,半周期に2度通電される。このため,従来と同
じ導通角で負荷3に通電しても,2倍の電流を流すこと
ができるから,負荷3の立ち上がりを速くすることが出
来る。また,スイッチング回数が少ないのでノイズが少
ない。
On the other hand, when using the "phase control" signal,
The waveform of the load current is applied twice in a half cycle as compared with the conventional method using a thyristor. For this reason, even if the load 3 is energized at the same conduction angle as in the conventional case, a double current can be made to flow, so that the rise of the load 3 can be accelerated. Also, since the number of switching times is small, there is little noise.

【0032】以上のように,両者の利点を併用する結
果,高周波電流およびノイズを低減できる。
As described above, as a result of combining the advantages of both, high frequency current and noise can be reduced.

【0033】(実施の形態2)また,上記スイッチング
素子4をスイッチングする領域(「PWM」信号)と連
続オンする領域(「位相制御」信号)とを,負荷3の温
度に応じて切り換えるようにしてもよい。これは,負荷
抵抗が温度に依存するため,特に低温時の負荷抵抗が小
さくなるときに,過電流や突入電流が流れないようにす
るためである。
(Embodiment 2) Further, a region ("PWM" signal) for switching the switching element 4 and a region ("phase control" signal) for continuously turning on the switching device 4 are switched according to the temperature of the load 3. May be. This is because the load resistance depends on the temperature, so that an overcurrent or an inrush current does not flow especially when the load resistance becomes small at a low temperature.

【0034】図8に,負荷温度と電源電圧との関係を示
す。また,図9に負荷3の波形を示す。 上記実施の形
態1と同様に,負荷3に供給する電源電圧の瞬時値が
「基準値」以下のときは「位相制御」信号によりヒータ
を連続通電し,「基準値」以上の時は「PWM」信号に
よりヒータの通電をスイッチングする。
FIG. 8 shows the relationship between the load temperature and the power supply voltage. Further, FIG. 9 shows the waveform of the load 3. Similar to the first embodiment, when the instantaneous value of the power supply voltage supplied to the load 3 is equal to or lower than the "reference value", the heater is continuously energized by the "phase control" signal, and when the instantaneous value is equal to or higher than the "reference value", the "PWM The signal energizes the heater.

【0035】さらに,図9に示すように,負荷3の温度
に応じて機械全体制御部6により前記「基準値」を切り
換える。例えば,負荷3の温度が80℃までは電源電圧
が約5Vになるまで「位相制御」信号がオフとなる。こ
のときは,交流電源1の一周期の大部分が「PWM」信
号によるスイッチングとなる。
Further, as shown in FIG. 9, the "reference value" is switched by the entire machine control unit 6 according to the temperature of the load 3. For example, until the temperature of the load 3 reaches 80 ° C., the “phase control” signal is turned off until the power supply voltage reaches about 5V. At this time, most of one cycle of the AC power supply 1 is switched by the "PWM" signal.

【0036】一方,温度が120℃以上では,電源電圧
が約70Vまではスイッチング素子4が連続してオンし
ており,負荷3の温度が80℃から120℃までの間で
は,負荷3の温度に応じてリニアに切り換える。
On the other hand, when the temperature is 120 ° C. or higher, the switching element 4 is continuously turned on up to the power supply voltage of about 70 V, and when the temperature of the load 3 is between 80 ° C. and 120 ° C. Switch to linear according to.

【0037】このように温度が高いときは連続してオン
する期間を長くし,逆に温度が高いときには短くしてい
る。
As described above, when the temperature is high, the period during which the power is continuously turned on is lengthened, and conversely, when the temperature is high, it is shortened.

【0038】以上の電力制御装置では,負荷3に供給す
る電源電圧(瞬時値)が「基準値」以上のときは負荷3
の通電をスイッチングするとともに,この「基準値」を
負荷3の温度に応じて切り換えるようにした。すなわ
ち,負荷3の温度に応じてスイッチング素子4を連続オ
ンする領域と,スイッチングする領域とを切り換えるの
で,ハロゲンヒータのように低温の起動時に負荷抵抗が
低い負荷への,過電流や突入電流を抑制することが出来
る。
In the above power control device, when the power supply voltage (instantaneous value) supplied to the load 3 is equal to or higher than the "reference value", the load 3 is loaded.
In addition to switching the energization of, the "reference value" is switched according to the temperature of the load 3. That is, the switching element 4 is continuously turned on and switched according to the temperature of the load 3, so that an overcurrent or an inrush current to a load such as a halogen heater having a low load resistance at low temperature start-up can be prevented. Can be suppressed.

【0039】(実施の形態3)また,上記スイッチング
素子4をスイッチングする領域(「PWM」信号)と連
続オンする領域(「位相制御」信号)とを,負荷3の通
電時間に応じて切り換えるようにしてもよい。これは,
負荷抵抗が温度に依存する負荷3を,安定に駆動するた
めである。特に,負荷3を熱容量の大きな装置に組み込
んで温度制御を行う場合,温度検出部5の温度と負荷3
の温度とに差違生じても,的確に領域を切り換えて,過
電流や突入電流が流れないようにするためである。
(Embodiment 3) Further, the area for switching the switching element 4 ("PWM" signal) and the area for continuously turning on ("phase control" signal) are switched according to the energization time of the load 3. You may this is,
This is to stably drive the load 3 whose load resistance depends on temperature. In particular, when the load 3 is incorporated in a device having a large heat capacity to control the temperature, the temperature of the temperature detecting unit 5 and the load 3
This is to prevent the overcurrent and the inrush current from flowing by switching the area accurately even if the temperature difference occurs.

【0040】図10に,負荷温度と電源電圧との関係を
示す。このように,機械全体制御部6から出力する「基
準値」信号を負荷3の通電時間に応じて切り換える。例
えば,負荷3の通電時間が1秒までの間では電源電圧が
5Vとなるまでスイッチング素子4を連続オンし,それ
以上の電圧領域ではスイッチングを行う。以後,通電時
間に応じて3秒後の70Vまで,1秒毎に切り換える
(この結果,図9と類似した波形となる)。
FIG. 10 shows the relationship between the load temperature and the power supply voltage. In this way, the “reference value” signal output from the entire machine control unit 6 is switched according to the energization time of the load 3. For example, the switching element 4 is continuously turned on until the power supply voltage reaches 5 V during the energization time of the load 3 for up to 1 second, and switching is performed in a voltage range higher than that. After that, according to the energization time, the voltage is switched to 70V after 3 seconds every 1 second (as a result, the waveform becomes similar to that in FIG. 9).

【0041】以上の電力制御装置では,ヒータに供給す
る電源電圧(瞬時値)が「基準値」以上の時は,ヒータ
の通電をスイッチングするとともに,ヒータの通電時間
に応じて「基準値」を切り換えるようにした。すなわ
ち,負荷3の通電時間に応じてスイッチング素子4を連
続オンする領域と,スイッチングする領域とを切り換え
る。このようにすれば,ハロゲンヒータのように低温の
起動時に負荷抵抗が低い負荷への,過電流や突入電流を
抑制することが出来る。
In the above power control device, when the power supply voltage (instantaneous value) supplied to the heater is equal to or more than the "reference value", the energization of the heater is switched and the "reference value" is set according to the energization time of the heater. I tried to switch. That is, the region in which the switching element 4 is continuously turned on and the region in which the switching element is switched are switched according to the energization time of the load 3. By doing so, it is possible to suppress an overcurrent or an inrush current to a load such as a halogen heater, which has a low load resistance at low temperature startup.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように,この発明の電力制
御装置(請求項1)によれば,交流電源の半周期間を,
スイッチングする期間と連続してオンする期間とに区分
けし,それぞれの利点を活用するようにした。このた
め,全体的に高周波電流の低減,力率の向上およびノイ
ズの減少を図ることができる。
As described above, according to the power control device (claim 1) of the present invention, the half cycle of the AC power supply is
It is divided into a switching period and a continuous ON period so that the advantages of each are utilized. Therefore, it is possible to reduce the high frequency current, improve the power factor and reduce the noise as a whole.

【0043】また,この発明の電力制御装置(請求項
2)によれば,さらに,前記負荷の温度を検出する負荷
温度検出手段を設け,前記負荷の温度に基づいて前記区
分けを行うようにした。このため,負荷を安定に駆動で
きる。
Further, according to the power control device of the present invention (claim 2), a load temperature detecting means for detecting the temperature of the load is further provided, and the classification is performed based on the temperature of the load. . Therefore, the load can be driven stably.

【0044】また,この発明の電力制御装置(請求項
3)によれば,さらに,前記温度に応じて前記区分けを
変更する区分け変更手段を設けた。このため,前記負荷
を更に安定に駆動できる。
Further, according to the electric power control device of the present invention (claim 3), further, the division changing means for changing the division according to the temperature is provided. Therefore, the load can be driven more stably.

【0045】また,この発明の電力制御装置(請求項
4)によれば,さらに,前記負荷への通電経過時間に応
じて前記区分けを変更する区分け変更手段を設けた。こ
のため,熱容量の大きな装置に負荷を組み込んだ場合で
も,前記区分けが適切に行え,高周波電流の低減,力率
の向上およびノイズの減少を図ることができる。
Further, according to the electric power control device of the present invention (claim 4), further, there is provided a division changing means for changing the division according to the elapsed time of energization of the load. Therefore, even when a load is installed in a device having a large heat capacity, the classification can be appropriately performed, and high frequency current can be reduced, power factor can be improved, and noise can be reduced.

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

【図1】この発明の実施の形態1にかかる電力制御回路
を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a power control circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】PWMデューティーと温度差との関係を示すグ
ラフ図である。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between PWM duty and temperature difference.

【図3】PWMデューティーと負荷温度との関係を示す
グラフ図である。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between PWM duty and load temperature.

【図4】「PWM」信号による負荷電圧の波形を示すグ
ラフ図である。
FIG. 4 is a graph showing a waveform of a load voltage according to a “PWM” signal.

【図5】「PWM」信号によるスイッチングの波形の時
間軸を拡大したグラフ図である。
FIG. 5 is a graph diagram in which a time axis of a waveform of switching by a “PWM” signal is enlarged.

【図6】「位相制御」信号による負荷電圧の波形を示す
グラフ図である。
FIG. 6 is a graph showing a waveform of a load voltage according to a “phase control” signal.

【図7】「PWM」信号および「位相制御」信号による
負荷電圧の波形を示すグラフ図である。
FIG. 7 is a graph showing a waveform of a load voltage generated by a “PWM” signal and a “phase control” signal.

【図8】この発明の実施の形態2にかかる負荷温度と電
源電圧との関係を示すグラフ図である。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between load temperature and power supply voltage according to the second embodiment of the present invention.

【図9】「PWM」信号および「位相制御」信号による
負荷電圧の波形を示すグラフ図である。
FIG. 9 is a graph showing a waveform of a load voltage generated by a “PWM” signal and a “phase control” signal.

【図10】この発明の実施の形態3にかかる負荷温度と
電源電圧との関係を示すグラフ図である。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between load temperature and power supply voltage according to the third embodiment of the present invention.

【符号の説明】 100 電力制御装置 1 交流電源 2 整流器 3 負荷 4 スイッチング素子 5 温度検出部 6 機械全体制御部 7 インバータ駆動回路 71 PWM回路 72 オン・オフ回路 8 位相制御回路 81 連続オン回路 82 電源電圧検出回路 9 インバータ[Explanation of reference numerals] 100 power control device 1 AC power supply 2 rectifier 3 load 4 switching element 5 temperature detection unit 6 entire machine control unit 7 inverter drive circuit 71 PWM circuit 72 ON / OFF circuit 8 phase control circuit 81 continuous ON circuit 82 power supply Voltage detection circuit 9 Inverter

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 負荷と,負荷に電力を供給する交流電源
と,負荷に直列に接続したスイッチング素子と,当該ス
イッチング素子を駆動する駆動信号を出力する駆動信号
出力手段と,を有する電力制御装置において,前記駆動
信号出力手段が,交流電源の周波数よりも高い周波数で
前記スイッチング素子をスイッチングさせる第1の信号
と,前記スイッチング素子を連続してオンさせる第2の
信号とを出力し,前記交流電源の半周期間を,スイッチ
ングする期間と連続してオンする期間とに区分けするこ
とを特徴とする電力制御装置。
1. A power control device comprising a load, an AC power supply for supplying electric power to the load, a switching element connected in series to the load, and drive signal output means for outputting a drive signal for driving the switching element. In, the drive signal output means outputs a first signal for switching the switching element at a frequency higher than the frequency of the AC power source and a second signal for continuously turning on the switching element, and the AC signal A power control device characterized by dividing a half cycle of a power supply into a switching period and a continuous ON period.
【請求項2】 さらに,前記負荷の温度を検出する負荷
温度検出手段を設け,前記負荷の温度に基づいて前記区
分けを行うことを特徴とする請求項1に記載の電力制御
装置。
2. The power control device according to claim 1, further comprising a load temperature detecting means for detecting a temperature of the load, and performing the classification based on the temperature of the load.
【請求項3】 さらに,前記温度に応じて前記区分けを
変更する区分け変更手段を設けたことを特徴とする請求
項2に記載の電力制御装置。
3. The power control apparatus according to claim 2, further comprising a classification changing unit that changes the classification according to the temperature.
【請求項4】 さらに,前記負荷への通電経過時間に応
じて前記区分けを変更する区分け変更手段を設けたこと
を特徴とする請求項1に記載の電力制御装置。
4. The power control device according to claim 1, further comprising a classification changing unit that changes the classification according to an elapsed time of energization of the load.
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