JPS58106617A - 交流安定化電源装置 - Google Patents
交流安定化電源装置Info
- Publication number
- JPS58106617A JPS58106617A JP20367381A JP20367381A JPS58106617A JP S58106617 A JPS58106617 A JP S58106617A JP 20367381 A JP20367381 A JP 20367381A JP 20367381 A JP20367381 A JP 20367381A JP S58106617 A JPS58106617 A JP S58106617A
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- Japan
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- phase angle
- load
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
- G05F1/40—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices
- G05F1/44—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only
- G05F1/45—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only being controlled rectifiers in series with the load
- G05F1/455—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only being controlled rectifiers in series with the load with phase control
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明状交流安定化電源装置に保シ、特に複写機ｏ＊−
ｙｔ、用ランプ、ヒータ等の負荷電力を一足にＩＩｔｌ
Ｊ％するに好適な交流安定化電源装置に関する・第１図
に従来の交流安定化電源装置の一例を示す。図において
、１祉交流電源、２社トランス、３は整流回路（ＲＢＣ
１）、４は鋸歯状波発生回路（ＣＴ）、５はパルス幅変
調回路（ｐｗＭ）、６ａ）リガー回路、７はトランス、
８は整流回路（ＲＢＣ２）。
ｙｔ、用ランプ、ヒータ等の負荷電力を一足にＩＩｔｌ
Ｊ％するに好適な交流安定化電源装置に関する・第１図
に従来の交流安定化電源装置の一例を示す。図において
、１祉交流電源、２社トランス、３は整流回路（ＲＢＣ
１）、４は鋸歯状波発生回路（ＣＴ）、５はパルス幅変
調回路（ｐｗＭ）、６ａ）リガー回路、７はトランス、
８は整流回路（ＲＢＣ２）。
９は実効値演算回路（ＲＭＳ ）、１０は誤差端−回路
（ＡＭＰ ）、１１杜う；ｙｆ、１２はトライアック、
１３ｂはリレー接点である。
（ＡＭＰ ）、１１杜う；ｙｆ、１２はトライアック、
１３ｂはリレー接点である。
上記構成で、負荷でおるランプ１１の端子電圧は、トラ
ンス７を介して整流回路８で全波整流され、実効値演算
回路９で実効値電圧■６に変換される。変換された実効
値電圧Ｖｔは誤差増幅口ｊ８１０で基準電圧ｖｒと比較
され、その誤差電圧Ｖ、 ａ ／＃ルス暢変調回路５に
入力される。一方、交流電源１はトランス２を介して整
流回路３で全波整流され、鋸歯状波発生回路４で電源同
期に同期した鋸歯状波電圧ｖ０に変換されてパルス幅変
調回路５に入力される。パルス幅変調回路５ではこの鋸
歯状波１圧■。と誤差電圧■。を基にパルス幅が誤差電
圧■８に比例したパルス■、が成虫され、トリガー回路
６に出力される。これによシ、トライアック１２かパル
スｖｔに応じた位相角で点弧制御され、ラング１１の電
力即ち負荷電力が一定に制御される。
ンス７を介して整流回路８で全波整流され、実効値演算
回路９で実効値電圧■６に変換される。変換された実効
値電圧Ｖｔは誤差増幅口ｊ８１０で基準電圧ｖｒと比較
され、その誤差電圧Ｖ、 ａ ／＃ルス暢変調回路５に
入力される。一方、交流電源１はトランス２を介して整
流回路３で全波整流され、鋸歯状波発生回路４で電源同
期に同期した鋸歯状波電圧ｖ０に変換されてパルス幅変
調回路５に入力される。パルス幅変調回路５ではこの鋸
歯状波１圧■。と誤差電圧■。を基にパルス幅が誤差電
圧■８に比例したパルス■、が成虫され、トリガー回路
６に出力される。これによシ、トライアック１２かパル
スｖｔに応じた位相角で点弧制御され、ラング１１の電
力即ち負荷電力が一定に制御される。
このように、従来の交流安定化電源装置においては、負
荷電、力を一定に制御するため、その一部をフィードバ
ックする閉ループ制御方式を採用していたため、トラン
ス７、整流回路８、実効値演舞回路９から敗るフィード
バック回路が必要となり、特にトラ／スフは重く実装面
積を多くとシ、また、実効値演算回路９は複雑高価にな
るととから、交流安定化電源装置の小型化、低廉化を阻
害していた。
荷電、力を一定に制御するため、その一部をフィードバ
ックする閉ループ制御方式を採用していたため、トラン
ス７、整流回路８、実効値演舞回路９から敗るフィード
バック回路が必要となり、特にトラ／スフは重く実装面
積を多くとシ、また、実効値演算回路９は複雑高価にな
るととから、交流安定化電源装置の小型化、低廉化を阻
害していた。
本発明に従来集成において必要としたフィードバック回
路を無くすことによシ、コンパクトにして経済的な交流
安定化電源装置を罠供することを目的とする。
路を無くすことによシ、コンパクトにして経済的な交流
安定化電源装置を罠供することを目的とする。
この目的を達成するため、本発明は、開閉票子か導通し
て負荷に電流を流せは、電源電圧が多少低下することに
着目し、交流を源波形をサンプリングしてディジタル値
に変換し、そのディジタル値の変化を＊祈することによ
り位相角を検出し、その位相角か°ら負荷電圧の実効値
を求めるようにしたことを特徴とする。
て負荷に電流を流せは、電源電圧が多少低下することに
着目し、交流を源波形をサンプリングしてディジタル値
に変換し、そのディジタル値の変化を＊祈することによ
り位相角を検出し、その位相角か°ら負荷電圧の実効値
を求めるようにしたことを特徴とする。
以下、本発明の実施例を図を参照して説明する。
第２図は本発明の一実施例に係る交流安定化電源装置の
構成図を示したものである。図において、第１図と同一
符号は同−又は相当部分を示し、１３はリレー（Ｒア）
、１４は整流回路３の全波整流電圧をディジタル値に変
換するＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）、１５は交流電源１のゼ
ロ電圧点毎にゼロクロスパルスヲ発生スルゼロクロスパ
ルス発生ｉ （ｚｃｐ ）、１６はスタート信号Ｓかｒ
ａ」で動作を開始するマイコ７ （ＭＰＵ ）である。
構成図を示したものである。図において、第１図と同一
符号は同−又は相当部分を示し、１３はリレー（Ｒア）
、１４は整流回路３の全波整流電圧をディジタル値に変
換するＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）、１５は交流電源１のゼ
ロ電圧点毎にゼロクロスパルスヲ発生スルゼロクロスパ
ルス発生ｉ （ｚｃｐ ）、１６はスタート信号Ｓかｒ
ａ」で動作を開始するマイコ７ （ＭＰＵ ）である。
前述したように、商用電源は一般的にある内部インピー
ダンス２（Ω）をもっており、負荷を接続して電流を流
すと、電源電圧が降下する。例えは、第３図（１）に示
すように、位相角αで負荷に電圧ｇをかけると、その瞬
間、電源電圧ｅは（ｂ）に示すようにｅｄだけ降下する
。この降下分ｅｄとインピーダンス２とは第４図に示す
関係にあシ、インピーダンス２の平均値が凡そ０．４６
０であることから・、負荷電流■が５．６Ａのときのｅ
ｄは約５．５ｖ程度にも々る。従りて、この電源電圧ｅ
の変化を検出すれは、逆にそのときの位相角αが判る。
ダンス２（Ω）をもっており、負荷を接続して電流を流
すと、電源電圧が降下する。例えは、第３図（１）に示
すように、位相角αで負荷に電圧ｇをかけると、その瞬
間、電源電圧ｅは（ｂ）に示すようにｅｄだけ降下する
。この降下分ｅｄとインピーダンス２とは第４図に示す
関係にあシ、インピーダンス２の平均値が凡そ０．４６
０であることから・、負荷電流■が５．６Ａのときのｅ
ｄは約５．５ｖ程度にも々る。従りて、この電源電圧ｅ
の変化を検出すれは、逆にそのときの位相角αが判る。
そこで、本実施例では、この位相角αを求めるために、
第２図に示すマイコン１６はゼロクロスノＪ？ルス発生
器１５からゼロクロスノ々ルス−１１１ｆｆｌ カーｊ
る毎に、す／ｆす／グを開始し、Ａ／Ｄ弯換器１４の出
力を一定時間間隔で内部に取シ込む。この結果、マイコ
ン１６には第５図に示す如く、交流電源１の交流半波に
対応して、サンプリング時刻ｔＩ毎のディジタルデータ
Ｄｉが得られる。このとき、同時にサンプリング回数ｌ
もカウントする。
第２図に示すマイコン１６はゼロクロスノＪ？ルス発生
器１５からゼロクロスノ々ルス−１１１ｆｆｌ カーｊ
る毎に、す／ｆす／グを開始し、Ａ／Ｄ弯換器１４の出
力を一定時間間隔で内部に取シ込む。この結果、マイコ
ン１６には第５図に示す如く、交流電源１の交流半波に
対応して、サンプリング時刻ｔＩ毎のディジタルデータ
Ｄｉが得られる。このとき、同時にサンプリング回数ｌ
もカウントする。
次に、マイコン１６はＤα” ＤＩ＋Ｉ ＤＩを計算
し、Ｄαの絶対値ＩＤα１を求め、定数Ｄｅと比較する
。
し、Ｄαの絶対値ＩＤα１を求め、定数Ｄｅと比較する
。
この定数Ｄｃとしては、Ｄｉのとなシ合うデータの差の
最大値でＩＤ１１とＩＤ！ｌ Ｄｎ−＋ｌの大きい力
の値を選択する。
最大値でＩＤ１１とＩＤ！ｌ Ｄｎ−＋ｌの大きい力
の値を選択する。
この結果、マイコン１６はＩＤαｌ＜Ｄｃならは、サン
プリングを続行し、ＩＤαｌ＞Ｄ工ならは、そこてサン
プリングを中断して、そのときのサンプリング回数１と
合サンプリング回数ｎから、α＝ （ｌ／ｎ ）πを計
算する。これにより１位相角αが求まる。
プリングを続行し、ＩＤαｌ＞Ｄ工ならは、そこてサン
プリングを中断して、そのときのサンプリング回数１と
合サンプリング回数ｎから、α＝ （ｌ／ｎ ）πを計
算する。これにより１位相角αが求まる。
更に、この位相角αから負荷電圧νの実効値Ｖを求める
ため、マイコン１６はＤｌよや以前のデー算出し、これ
を全サンプリング回数ｎで割って平均値−＝Ｄ、／ｎを
計算する。即ち、第５！ｌｉ！、ｌの場合には、Ｄ１〜
Ｄ４＝０としてＤｒｎを計算する。
ため、マイコン１６はＤｌよや以前のデー算出し、これ
を全サンプリング回数ｎで割って平均値−＝Ｄ、／ｎを
計算する。即ち、第５！ｌｉ！、ｌの場合には、Ｄ１〜
Ｄ４＝０としてＤｒｎを計算する。
ところで、負鞘電圧嘗の平均値を■１、実効値ＶＬ、そ
れらのディジタル値をＤｍ＋ ｏｚ ％波形率をＫとす
ると、 が成立する。また、この波形＄にと位相角αとの間には
、第６図に示す関係がある。
れらのディジタル値をＤｍ＋ ｏｚ ％波形率をＫとす
ると、 が成立する。また、この波形＄にと位相角αとの間には
、第６図に示す関係がある。
そこで、マイコン１６内のメモリには、この位相角αに
対応する波形率にの個を参照テーブルとして予め書き込
んでおくことにより、マイコン１６は上記αが求まりた
ら、参照テーブルから対応するＫを引き出し、Ｄｔ＝Ｋ
ＸＤｒｎを計算する。これにより、ディジタル値Ｄｔが
フィードバック回路を必要とせ１に求まる。
対応する波形率にの個を参照テーブルとして予め書き込
んでおくことにより、マイコン１６は上記αが求まりた
ら、参照テーブルから対応するＫを引き出し、Ｄｔ＝Ｋ
ＸＤｒｎを計算する。これにより、ディジタル値Ｄｔが
フィードバック回路を必要とせ１に求まる。
更に、マイコン１６はこのディジタル値Ｄｔを基準値り
、と比較し、その大小に応じて、トリガー回路６に出力
するパルス当の位相を進めたり遅らせたシする。これに
より、実効値１．圧ＶＺを基準値通り一定に制御するこ
とができる。
、と比較し、その大小に応じて、トリガー回路６に出力
するパルス当の位相を進めたり遅らせたシする。これに
より、実効値１．圧ＶＺを基準値通り一定に制御するこ
とができる。
一力、マイコン１６は先に述べた手順によｐ位札角αが
求まらなかった場合、トライアック１２かシ璽−ト又は
オーシンによる故障と判断してリレー１３を動作させ、
リレー接点１３に＋を開き負荷を連断する。即ち、マイ
コン１６が動作中はαＮＯに馳整されておシ、トライア
ック１２が正゛帛であれは、必ずαが求まる。しかし、
このαが求まらなけれは、トライアック１２が働いてい
ないことになるので、う／グ１１の端子電圧を横用する
ことなく、簡単にトライアック１２の故障の有無が判断
できる。
求まらなかった場合、トライアック１２かシ璽−ト又は
オーシンによる故障と判断してリレー１３を動作させ、
リレー接点１３に＋を開き負荷を連断する。即ち、マイ
コン１６が動作中はαＮＯに馳整されておシ、トライア
ック１２が正゛帛であれは、必ずαが求まる。しかし、
このαが求まらなけれは、トライアック１２が働いてい
ないことになるので、う／グ１１の端子電圧を横用する
ことなく、簡単にトライアック１２の故障の有無が判断
できる。
このように、トライアック１２が点弧した時点で、電源
電圧ｅに歪が生じることを利用して七のときの位相角α
を検出することによシ、そのときの負荷電圧νの実効値
Ｖｚが極めて簡単に求まる。
電圧ｅに歪が生じることを利用して七のときの位相角α
を検出することによシ、そのときの負荷電圧νの実効値
Ｖｚが極めて簡単に求まる。
これをもし、第１図の実効値演算回路９でディジタル的
に演算しようとすれは、２乗平均値御精度が低下する。
に演算しようとすれは、２乗平均値御精度が低下する。
しかし、本実施例の場合に線、上述のようＫＤｔを簡単
に求めることができるので、その処理時間が短かくなり
制御精度か向上する。
に求めることができるので、その処理時間が短かくなり
制御精度か向上する。
を九、トライアック１２の異當も賃単に検出できるよう
になる。
になる。
以上のように本発明によれは、負荷電圧を検出回路が不
歎となる上、負荷電圧の実効値を求める処理時間が短か
くなシ、コンノ９クトがっ経済的にして精度のよい交流
安定化電源装置が得られる。
歎となる上、負荷電圧の実効値を求める処理時間が短か
くなシ、コンノ９クトがっ経済的にして精度のよい交流
安定化電源装置が得られる。
第１図は従来の交流安定化電源装置のブロック４％敗図
、第２図は本発明の一実施例に係る交流安定化１源装置
のブロック４１１１成図、第３図の（ｍ）ｉｊ位相制御
時の負荷電圧波形図、（ｂンは電源電圧波形図、第４図
は一般的な商用電源内部インピーダンスと負荷電圧波形
図との関係図、第５図は第２図の動作を凱明するための
電源電圧す／ブリング波形図１、第６図は点弧位相角に
対する波形率、実効値、平均仙の関係図である。 １・・・交ＲＮ源、２．７−ｈ９／ス、３ 、８ ・・
・整流回路、４・・・鋸歯状波発生回路、５・・・パル
ス幅変臥回銘、６・・・トリガー回路、９・・・実効値
演算回路、１０・・・誤差増幅回路、１１・・・う／）
、１２・・・トライアック、１３・・・リレー、１３ｂ
・・・リレー接点、１４・・Ａ／Ｉ） 変ｓ 器、１５
・・・セロクロスパルス発生器、１６・・・マイコン。
、第２図は本発明の一実施例に係る交流安定化１源装置
のブロック４１１１成図、第３図の（ｍ）ｉｊ位相制御
時の負荷電圧波形図、（ｂンは電源電圧波形図、第４図
は一般的な商用電源内部インピーダンスと負荷電圧波形
図との関係図、第５図は第２図の動作を凱明するための
電源電圧す／ブリング波形図１、第６図は点弧位相角に
対する波形率、実効値、平均仙の関係図である。 １・・・交ＲＮ源、２．７−ｈ９／ス、３ 、８ ・・
・整流回路、４・・・鋸歯状波発生回路、５・・・パル
ス幅変臥回銘、６・・・トリガー回路、９・・・実効値
演算回路、１０・・・誤差増幅回路、１１・・・う／）
、１２・・・トライアック、１３・・・リレー、１３ｂ
・・・リレー接点、１４・・Ａ／Ｉ） 変ｓ 器、１５
・・・セロクロスパルス発生器、１６・・・マイコン。
Claims (1)
- （１） 交流負荷電圧の実効値に応じて開閉素子を位
相制御し、交流１源から負荷に供給する電力を一定に制
御する交流化安定電源装置において、交流電源波形をサ
ングリノブし、ディジタルデータとして取込む手段と、
このディジタルデータの変化率を監視し、位相角を検出
する手段と、この位相角と前記ディジタルデータから交
流負荷電圧の平均値を算出する手段と、この平均値と前
記位相角から交流負荷電圧の実効値を算出する手段とを
有するマイクロコンビエータを備えて取ることを特徴と
する交流安定化電源装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載において、位相制御開
始信号の有無と、前記位相角検出の有無から薊＆Ｊ＠閉
累子の異常を検出する手段を備えて成ることを特徴とす
る交流安定化電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20367381A JPS58106617A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | 交流安定化電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20367381A JPS58106617A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | 交流安定化電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58106617A true JPS58106617A (ja) | 1983-06-25 |
Family
ID=16477950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20367381A Pending JPS58106617A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | 交流安定化電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58106617A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5583423A (en) * | 1993-11-22 | 1996-12-10 | Bangerter; Fred F. | Energy saving power control method |
-
1981
- 1981-12-18 JP JP20367381A patent/JPS58106617A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5583423A (en) * | 1993-11-22 | 1996-12-10 | Bangerter; Fred F. | Energy saving power control method |
| US5652504A (en) * | 1993-11-22 | 1997-07-29 | Lti International, Inc. | Energy saving power control system |
| US6191563B1 (en) | 1993-11-22 | 2001-02-20 | Ultrawatt.Com | Energy saving power control system |
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