JPH0989946A - 交流の位相及びゼロクロス点の検出回路 - Google Patents
交流の位相及びゼロクロス点の検出回路Info
- Publication number
- JPH0989946A JPH0989946A JP24138995A JP24138995A JPH0989946A JP H0989946 A JPH0989946 A JP H0989946A JP 24138995 A JP24138995 A JP 24138995A JP 24138995 A JP24138995 A JP 24138995A JP H0989946 A JPH0989946 A JP H0989946A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- phase
- signal
- phase signal
- cross point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measuring Phase Differences (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 交流の位相とゼロクロス点を正しく検出す
る。 【解決手段】 トランス１は、ＡＣ１００Ｖの交流電圧
を降圧し、電圧比較器２は、トランス１の２次側電圧と
接地電位とを比較する。パルス発生器３は、電圧比較器
２から出力された位相信号Ｓ１を基に、信号Ｓ１の前縁
及び後縁のタイミングを示す位相信号Ｓ２を生成する。
こうして、位相信号Ｓ２よりゼロクロス点を正しく検出
することができる。また、入力交流電圧の正負に応じて
位相信号Ｓ１の値が交番するため、信号Ｓ１より交流電
圧の位相を電源のオン／オフに関係なく正しく検出する
ことができる。
る。 【解決手段】 トランス１は、ＡＣ１００Ｖの交流電圧
を降圧し、電圧比較器２は、トランス１の２次側電圧と
接地電位とを比較する。パルス発生器３は、電圧比較器
２から出力された位相信号Ｓ１を基に、信号Ｓ１の前縁
及び後縁のタイミングを示す位相信号Ｓ２を生成する。
こうして、位相信号Ｓ２よりゼロクロス点を正しく検出
することができる。また、入力交流電圧の正負に応じて
位相信号Ｓ１の値が交番するため、信号Ｓ１より交流電
圧の位相を電源のオン／オフに関係なく正しく検出する
ことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パワーコントロー
ラや溶接電源等において、交流の位相とゼロクロス点を
検出する検出回路に関するものである。
ラや溶接電源等において、交流の位相とゼロクロス点を
検出する検出回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、蛍光灯の明るさやモータのパワー
を制御するパワーコントローラ、あるいは溶接ヘッドを
介して被溶接物に溶接電流を供給する溶接電源において
は、負荷に流す電流を制御するために、位相制御方式が
用いられている。位相制御は、図４に示すように交流電
圧をオン／オフし、オン時間を変えることでパワーを制
御するものである。このように位相制御は、交流電圧の
０Ｖ（ゼロクロス）から次のゼロクロスまでの半周期毎
にオン／オフを行うため、制御の基準点であるゼロクロ
ス点を検出することが必要となる。
を制御するパワーコントローラ、あるいは溶接ヘッドを
介して被溶接物に溶接電流を供給する溶接電源において
は、負荷に流す電流を制御するために、位相制御方式が
用いられている。位相制御は、図４に示すように交流電
圧をオン／オフし、オン時間を変えることでパワーを制
御するものである。このように位相制御は、交流電圧の
０Ｖ（ゼロクロス）から次のゼロクロスまでの半周期毎
にオン／オフを行うため、制御の基準点であるゼロクロ
ス点を検出することが必要となる。
【０００３】図５はゼロクロス点を検出する従来の検出
回路のブロック図、図６はこの検出回路の動作を説明す
るためのタイミングチャート図である。トランス１１は
１００Ｖの交流電圧を降圧し、整流回路１２はトランス
１１の２次側電圧を全波整流する。そして、ホトカプラ
１３から出力された信号をインバータ１５で反転して波
形整形し、この出力をフリップフロップ１６でラッチす
ることにより、ゼロクロス点を示す同期信号が得られ
る。ただし、このような検出回路では、サイン波である
交流電圧を全波整流して得られた図６（ａ）のような信
号をホトカプラ１３の入力としているため、ホトカプラ
１３の入力側のホトダイオードの動作は急峻なオン／オ
フ動作とならない。
回路のブロック図、図６はこの検出回路の動作を説明す
るためのタイミングチャート図である。トランス１１は
１００Ｖの交流電圧を降圧し、整流回路１２はトランス
１１の２次側電圧を全波整流する。そして、ホトカプラ
１３から出力された信号をインバータ１５で反転して波
形整形し、この出力をフリップフロップ１６でラッチす
ることにより、ゼロクロス点を示す同期信号が得られ
る。ただし、このような検出回路では、サイン波である
交流電圧を全波整流して得られた図６（ａ）のような信
号をホトカプラ１３の入力としているため、ホトカプラ
１３の入力側のホトダイオードの動作は急峻なオン／オ
フ動作とならない。
【０００４】したがって、受光側のホトトランジスタに
よって得られるホトカプラ１３の出力（すなわち、イン
バータ１５の入力）も、実際には図６（ｂ）に示すよう
な急峻なパルスとはならず、かなりなまった信号とな
る。また、ノイズに対処するために付加されたコンデン
サ１４により、この信号は更になまる。このため、イン
バータ１５の出力を例えば１０μｓｅｃ周期のクロック
信号ＣＫが入力される度にフリップフロップ１６でラッ
チする場合でも、その端子Ｑから出力される同期信号に
は、なまった信号をラッチすることによるタイミングの
揺らぎ（ジッタ）が存在する。
よって得られるホトカプラ１３の出力（すなわち、イン
バータ１５の入力）も、実際には図６（ｂ）に示すよう
な急峻なパルスとはならず、かなりなまった信号とな
る。また、ノイズに対処するために付加されたコンデン
サ１４により、この信号は更になまる。このため、イン
バータ１５の出力を例えば１０μｓｅｃ周期のクロック
信号ＣＫが入力される度にフリップフロップ１６でラッ
チする場合でも、その端子Ｑから出力される同期信号に
は、なまった信号をラッチすることによるタイミングの
揺らぎ（ジッタ）が存在する。
【０００５】また、溶接電源では、位相制御された交流
を低電圧、大電流に変換するトランスを介して被溶接物
に供給する。このとき、このトランスの磁気飽和を避け
るためには、トランスに正の電流を流した場合は次に負
の電流を流し、同様に負の電流を流した場合は次に正の
電流を流すというように必ず正負の電流を一対にして流
すことが望ましい。このため、従来の溶接電源は、上記
同期信号から電流の向きを検出して、正負の電流が一対
で流れるように制御を行っていた。しかし、この極性検
出は、同期信号のパルスが生じる度に電流の向きが変わ
ったと判断するものなので、図５の検出回路を含む全て
の電源をいったんオフした後に再びオンしたとき、電源
オフする前の交流の極性と電源オンした後の極性を関連
づけることはできない。
を低電圧、大電流に変換するトランスを介して被溶接物
に供給する。このとき、このトランスの磁気飽和を避け
るためには、トランスに正の電流を流した場合は次に負
の電流を流し、同様に負の電流を流した場合は次に正の
電流を流すというように必ず正負の電流を一対にして流
すことが望ましい。このため、従来の溶接電源は、上記
同期信号から電流の向きを検出して、正負の電流が一対
で流れるように制御を行っていた。しかし、この極性検
出は、同期信号のパルスが生じる度に電流の向きが変わ
ったと判断するものなので、図５の検出回路を含む全て
の電源をいったんオフした後に再びオンしたとき、電源
オフする前の交流の極性と電源オンした後の極性を関連
づけることはできない。
【０００６】つまり、電源オフする前に最後に流した電
流の向きを同期信号に基づいて正と判断しても、再び電
源をオンしたとき、最初に生じる同期信号からは電流の
向きが正か負かを判断することはできない。よって、必
ず正負の電流を一対にしてトランスに流すという上記の
ような制御を電源オンの前後で維持することが困難であ
った。
流の向きを同期信号に基づいて正と判断しても、再び電
源をオンしたとき、最初に生じる同期信号からは電流の
向きが正か負かを判断することはできない。よって、必
ず正負の電流を一対にしてトランスに流すという上記の
ような制御を電源オンの前後で維持することが困難であ
った。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の検
出回路では、同期信号にジッタが存在するため、ゼロク
ロス点を正確に検出することができないという問題点が
あった。また、電源オンの前後で正しい位相（極性）を
検出することができないという問題点があった。本発明
は、上記課題を解決するためになされたもので、電源の
オン／オフに関係なく交流の位相を正しく検出でき、か
つゼロクロス点を正しく検出することができる検出回路
を提供することを目的とする。
出回路では、同期信号にジッタが存在するため、ゼロク
ロス点を正確に検出することができないという問題点が
あった。また、電源オンの前後で正しい位相（極性）を
検出することができないという問題点があった。本発明
は、上記課題を解決するためになされたもので、電源の
オン／オフに関係なく交流の位相を正しく検出でき、か
つゼロクロス点を正しく検出することができる検出回路
を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力交流電圧
と接地電位を比較する電圧比較器と、電圧比較器から出
力された第１の位相信号を基に、この信号の前縁及び後
縁のタイミングを示すパルスである第２の位相信号を生
成するパルス発生器とを有するものである。このような
構成により、入力交流電圧の正負に応じて第１の位相信
号の値が変化し、第１の位相信号の前縁と後縁がゼロク
ロス点を示す。
と接地電位を比較する電圧比較器と、電圧比較器から出
力された第１の位相信号を基に、この信号の前縁及び後
縁のタイミングを示すパルスである第２の位相信号を生
成するパルス発生器とを有するものである。このような
構成により、入力交流電圧の正負に応じて第１の位相信
号の値が変化し、第１の位相信号の前縁と後縁がゼロク
ロス点を示す。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
を示す検出回路のブロック図、図２はこの検出回路の動
作を説明するためのタイミングチャート図である。１は
トランス、２はトランス１の２次側から出力された交流
電圧と接地電位を比較して第１の位相信号Ｓ１を生成す
る電圧比較器（Voltage Comparator）、３は第１の位相
信号Ｓ１の前縁及び後縁のタイミングを示すパルスであ
る第２の位相信号Ｓ２を生成するパルス発生器、４はク
ロック信号を発生する発振器、５はこのクロック信号を
カウントするカウンタである。
を示す検出回路のブロック図、図２はこの検出回路の動
作を説明するためのタイミングチャート図である。１は
トランス、２はトランス１の２次側から出力された交流
電圧と接地電位を比較して第１の位相信号Ｓ１を生成す
る電圧比較器（Voltage Comparator）、３は第１の位相
信号Ｓ１の前縁及び後縁のタイミングを示すパルスであ
る第２の位相信号Ｓ２を生成するパルス発生器、４はク
ロック信号を発生する発振器、５はこのクロック信号を
カウントするカウンタである。
【００１０】次に、このような検出回路の動作を説明す
る。トランス１は、図示しない商用交流電源からの交流
電圧（ＡＣ１００Ｖ又は２００Ｖ）を降圧し、電圧比較
器２は、トランス１の２次側から出力された図２（ａ）
のような交流電圧と接地電位（０Ｖ）とを比較する。こ
の結果、電圧比較器２の出力信号Ｓ１は、図２（ｂ）に
示すように交流電圧が接地電位以上となる期間で「Ｌ」
レベル、接地電位以下の期間で「Ｈ」レベルとなる。
る。トランス１は、図示しない商用交流電源からの交流
電圧（ＡＣ１００Ｖ又は２００Ｖ）を降圧し、電圧比較
器２は、トランス１の２次側から出力された図２（ａ）
のような交流電圧と接地電位（０Ｖ）とを比較する。こ
の結果、電圧比較器２の出力信号Ｓ１は、図２（ｂ）に
示すように交流電圧が接地電位以上となる期間で「Ｌ」
レベル、接地電位以下の期間で「Ｈ」レベルとなる。
【００１１】続いて、パルス発生器３は、この位相信号
Ｓ１を基に、信号Ｓ１の前縁及び後縁のタイミングを示
す図２（ｃ）のような第２の位相信号Ｓ２を生成する。
なお、ここでは、位相信号Ｓ１が「Ｌ」から「Ｈ」に立
ち上がるタイミングを前縁、「Ｈ」から「Ｌ」に立ち下
がるタイミングを後縁とする。
Ｓ１を基に、信号Ｓ１の前縁及び後縁のタイミングを示
す図２（ｃ）のような第２の位相信号Ｓ２を生成する。
なお、ここでは、位相信号Ｓ１が「Ｌ」から「Ｈ」に立
ち上がるタイミングを前縁、「Ｈ」から「Ｌ」に立ち下
がるタイミングを後縁とする。
【００１２】前縁のタイミングのパルスを生成するため
には、信号Ｓ１を遅延させた後に反転して、この信号と
元の信号Ｓ１との論理積をとればよい。また、後縁のタ
イミングのパルスを生成するためには、信号Ｓ１を遅延
させた信号と信号Ｓ１を反転した信号との論理積をとれ
ばよい。そして、この前縁のパルスと後縁のパルスの論
理和をとれば、ゼロクロス点を示す位相信号Ｓ２を生成
することができる。
には、信号Ｓ１を遅延させた後に反転して、この信号と
元の信号Ｓ１との論理積をとればよい。また、後縁のタ
イミングのパルスを生成するためには、信号Ｓ１を遅延
させた信号と信号Ｓ１を反転した信号との論理積をとれ
ばよい。そして、この前縁のパルスと後縁のパルスの論
理和をとれば、ゼロクロス点を示す位相信号Ｓ２を生成
することができる。
【００１３】なお、この位相信号Ｓ２のパルス幅は、信
号Ｓ１を遅延させる際の遅延時間によって定めることが
できる。最後に、カウンタ５は、位相信号Ｓ２のパルス
が入力される度に、カウント値をリセットして、発振器
４から出力されるクロック信号をカウントする。こうし
て、カウンタ５の出力は、ゼロクロス点から次のゼロク
ロス点までの交流電圧の半周期内を分割した、交流電圧
の位相に同期した値となる。クロック信号の周波数を変
えてやれば、交流電圧の半周期をいくつに分割するかを
任意に決定できることは言うまでもない。
号Ｓ１を遅延させる際の遅延時間によって定めることが
できる。最後に、カウンタ５は、位相信号Ｓ２のパルス
が入力される度に、カウント値をリセットして、発振器
４から出力されるクロック信号をカウントする。こうし
て、カウンタ５の出力は、ゼロクロス点から次のゼロク
ロス点までの交流電圧の半周期内を分割した、交流電圧
の位相に同期した値となる。クロック信号の周波数を変
えてやれば、交流電圧の半周期をいくつに分割するかを
任意に決定できることは言うまでもない。
【００１４】ここで、図３のような出力部を有する溶接
電源を考える。この溶接電源は、サイリスタ等からなる
スイッチ回路６によって入力交流電圧を位相制御し、ト
ランス７を介して負荷８（被溶接物）に溶接電流を流
す。図５の検出回路では、電源オフする前の交流の極性
とオンした後の極性とを関連づけることができないた
め、例えば正の電流をトランス７に流した後で、電源を
オフして再びオンしたとき、負の電流をトランス７に流
せるとは限らない。
電源を考える。この溶接電源は、サイリスタ等からなる
スイッチ回路６によって入力交流電圧を位相制御し、ト
ランス７を介して負荷８（被溶接物）に溶接電流を流
す。図５の検出回路では、電源オフする前の交流の極性
とオンした後の極性とを関連づけることができないた
め、例えば正の電流をトランス７に流した後で、電源を
オフして再びオンしたとき、負の電流をトランス７に流
せるとは限らない。
【００１５】しかし、本実施の形態では、交流電圧の位
相（極性）を第１の位相信号Ｓ１から求めることがで
き、信号Ｓ１と極性の関係（信号Ｓ１が「Ｌ」のときに
正、「Ｈ」のときに負）は商用交流電源のオン／オフに
無関係である。
相（極性）を第１の位相信号Ｓ１から求めることがで
き、信号Ｓ１と極性の関係（信号Ｓ１が「Ｌ」のときに
正、「Ｈ」のときに負）は商用交流電源のオン／オフに
無関係である。
【００１６】よって、前回電源がオフされたとき、最後
に正の電流をトランス７に流したとすれば、この極性を
図示しない溶接電源のＣＰＵに記憶させ、電源をオフに
してもこの記憶内容が消えないようにしておく。そし
て、次に電源がオンされたとき、ＣＰＵは、信号Ｓ１に
基づいて記憶内容と逆極性の電流、つまり負の電流を最
初にトランス７に流すようにスイッチ回路６を制御す
る。こうして、電源オンの前後においても、必ず正負の
電流を一対にしてトランス７に流すことができ、トラン
ス７の磁気飽和を防止することができる。
に正の電流をトランス７に流したとすれば、この極性を
図示しない溶接電源のＣＰＵに記憶させ、電源をオフに
してもこの記憶内容が消えないようにしておく。そし
て、次に電源がオンされたとき、ＣＰＵは、信号Ｓ１に
基づいて記憶内容と逆極性の電流、つまり負の電流を最
初にトランス７に流すようにスイッチ回路６を制御す
る。こうして、電源オンの前後においても、必ず正負の
電流を一対にしてトランス７に流すことができ、トラン
ス７の磁気飽和を防止することができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、入力交流電圧と接地電
位を比較する電圧比較器と、第２の位相信号を生成する
パルス発生器とを設けることにより、電圧比較器から出
力される第１の位相信号の値が入力交流電圧の正負に応
じて変化するため、この第１の位相信号より交流電圧の
位相を電源のオン／オフに関係なく正しく検出すること
ができる。また、第１の位相信号の前縁と後縁がゼロク
ロス点を示すため、第２の位相信号よりゼロクロス点を
正しく検出することができる。
位を比較する電圧比較器と、第２の位相信号を生成する
パルス発生器とを設けることにより、電圧比較器から出
力される第１の位相信号の値が入力交流電圧の正負に応
じて変化するため、この第１の位相信号より交流電圧の
位相を電源のオン／オフに関係なく正しく検出すること
ができる。また、第１の位相信号の前縁と後縁がゼロク
ロス点を示すため、第２の位相信号よりゼロクロス点を
正しく検出することができる。
【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す検出回路の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】 図１の検出回路の動作を説明するためのタイ
ミングチャート図である。
ミングチャート図である。
【図３】 溶接電源の出力部のブロック図である。
【図４】 位相制御によって負荷に印加される交流電圧
の波形図である。
の波形図である。
【図５】 ゼロクロス点を検出する従来の検出回路のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図６】 図５の検出回路の動作を説明するためのタイ
ミングチャート図である。
ミングチャート図である。
１…トランス、２…電圧比較器、３…パルス発生器、４
…発振器、５…カウンタ。
…発振器、５…カウンタ。
Claims (1)
- 【請求項１】 入力交流電圧と接地電位を比較する電圧
比較器と、 この電圧比較器から出力された第１の位相信号を基に、
この信号の前縁及び後縁のタイミングを示すパルスであ
る第２の位相信号を生成するパルス発生器とを有するこ
とを特徴とする交流の位相及びゼロクロス点の検出回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24138995A JPH0989946A (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 交流の位相及びゼロクロス点の検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24138995A JPH0989946A (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 交流の位相及びゼロクロス点の検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0989946A true JPH0989946A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17073562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24138995A Pending JPH0989946A (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 交流の位相及びゼロクロス点の検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0989946A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010010711A1 (ja) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | パナソニック株式会社 | 電力変換装置 |
| CN101833031A (zh) * | 2010-05-24 | 2010-09-15 | 中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心 | 交流信号过零检测电路 |
-
1995
- 1995-09-20 JP JP24138995A patent/JPH0989946A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010010711A1 (ja) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | パナソニック株式会社 | 電力変換装置 |
| CN102106069A (zh) * | 2008-07-24 | 2011-06-22 | 松下电器产业株式会社 | 电力变换装置 |
| JP5438004B2 (ja) * | 2008-07-24 | 2014-03-12 | パナソニック株式会社 | 電力変換装置 |
| CN101833031A (zh) * | 2010-05-24 | 2010-09-15 | 中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心 | 交流信号过零检测电路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4467165A (en) | Induction heating apparatus | |
| US4866592A (en) | Control system for an inverter apparatus | |
| JPH0989946A (ja) | 交流の位相及びゼロクロス点の検出回路 | |
| US4589059A (en) | Method of starting a current-fed inverter with self-excitation | |
| JPS6271476A (ja) | 共振形インバ−タ回路 | |
| US6248983B1 (en) | Heater control apparatus with variable input voltage rectification | |
| JPH1174057A (ja) | 無声放電用電源装置 | |
| KR0157868B1 (ko) | 고주파 가열장치 | |
| JP2678266B2 (ja) | 高周波高電圧電源の制御装置 | |
| JP3825870B2 (ja) | ア−ク加工用電源装置 | |
| KR0128228Y1 (ko) | 고주파 가열장치의 기준전압 조정회로 | |
| JPS6181180A (ja) | 並列形インバ−タの駆動方法 | |
| GB2188798A (en) | Electrical apparatus with rush current controlling function | |
| JPH10216936A (ja) | ア−ク加工用電源装置 | |
| KR0128243Y1 (ko) | 고주파 가열장치 제어회로 | |
| KR0160425B1 (ko) | 교류전력제어장치 | |
| JP2704432B2 (ja) | スイッチング式電子安定器 | |
| JPH10117478A (ja) | コンデンサ充電装置 | |
| JP3481723B2 (ja) | サイリスタ変換器の転流余裕角検出回路 | |
| JP2002260834A (ja) | 誘導加熱装置 | |
| JP3064022B2 (ja) | レーザ電源装置 | |
| JP2739298B2 (ja) | 電力制御装置及び電力供給装置 | |
| JPH0424790Y2 (ja) | ||
| JPS63257463A (ja) | スイツチング電源装置 | |
| JPH04264384A (ja) | 誘導加熱装置用インバータ装置 |