JPS61279915A - 自動位相スイツチ回路 - Google Patents

自動位相スイツチ回路

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JPS61279915A
JPS61279915A JP60122058A JP12205885A JPS61279915A JP S61279915 A JPS61279915 A JP S61279915A JP 60122058 A JP60122058 A JP 60122058A JP 12205885 A JP12205885 A JP 12205885A JP S61279915 A JPS61279915 A JP S61279915A
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JP
Japan
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switch circuit
phase switch
automatic phase
circuit
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JP60122058A
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Kazumi Masaki
政木 和三
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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    • H02M5/04Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動位相スイッチ回路に関する。
さらに詳しくは、本発明は、制御整流素子の発熱を抑え
た自動位相スイッチ回路に関する。
電動機や白熱電球には、交流電源と接続する際、定常状
態の数〜数十倍の突入電流が流れる。
これを抑えるために本発明者は、特開昭59−1897
27号公報に於て、少なくとも一辺に可変抵抗を有する
交流ホイートストーンブリッジ、時定数回路、制御整流
素子等からなり、初期トリガの位相を遅らせ導通角を小
さくして交流電源に負荷を接続する自動位相スイッチ回
路を介して交流電源と接続することによシ、電動機や白
熱電球始動時の突入電流を著滅することができ、とシわ
け、白熱電球に於てはその寿命を著しく延ばし得ること
を開示した。
しかしながら、このような自動位相スイッチ回路を介し
て、例えば、定格電力100ワツトの白熱電球に交流1
00ボルトを接続すると、白熱電球と直列接続されてい
る制御整流素子の消費電力は10ワツトにも達し、この
とき発生する熱によって素子が熱破壊するのを防ぐだめ
に、素子を放熱板または送風機によって強制冷却する必
要があった。
このような冷却方法は、自動位相スイッチを必要以上に
大型化するばかりか、送風機を使用する場合には動作音
に対する措置まで必要としていたのである。
本発明者は、自動位相スイッチに於ける制御整流素子か
らの放熱を皆無とし、以て回路を小型化し耐久性を高め
る方法について鋭意検討した。
その結果、特開昭59−189727号公報に開示した
ような、少なくとも一辺にサーミスタやCdS光伝導セ
ル等の熱や光によって抵抗値の変化する可変抵抗を有す
る交流ホイートストーンブリッジ、時定数回路、制御整
流素子等からなり、初期トリガの位相を遅らせ導通角を
小さくして交流電源に負荷を接続する自動位相スイッチ
回路に於て、トリガ電圧と交流′戒源′亀圧とを重畳し
、負荷接続から一定時間を経過し負荷回路が定常状態に
達した後は、その重畳電圧により制御整流素子に並列接
続したりリレー等の機械的接点を閉じ、制御整流素子を
短絡することによって上記の目的を達し得ることを見出
しだ。
すなわち、本発明は、少なくとも一辺に可変抵抗を有す
る交流ホイートストーンブリッジ、時定数回路、制御整
流素子等からなり、初期トリガの位相を遅らせ導通角を
小さくして交流電源に負荷を接続する自動位相スイッチ
回路に於て、トリガ電圧と交流電源電圧とを重畳し、負
荷接続から一定時間を経過して後、その重畳電圧により
制御整流素子に並列接続した機械的接点を閉じることを
特徴とする自動位相スイッチ回路の構造を要旨とするも
のである。
以下、添付図面に沿って本発明を具体的に説明する。
第1図は、本発明の自動位相スイッチ回路の1例を示す
本例に於ては、交流ホイートストーンブリッジは、抵抗
几】、抵抗R2、コンデンサCs、コンデンサC1及び
CdS光伝導セル等の可変抵抗VRからなり、そのB−
F端は、電源スィッチSを介して交流電源ACに接続さ
れている。一方、交流電源ACは、電源トランスH2に
よって降圧、整流された後、抵抗几5及びコンデンサC
3からなる時定数回路に導かれ、コンデンサC3を充電
する。可変抵抗VRと時定数回路とはフォトカプラーQ
により絶縁的に結合されている。
本回路に於て、電源スィッチSが閉じられ、負荷Zと交
流電源ACとが接続されると、ブリッジ回路のB−F間
には、交流電圧が印加され、この時A−E間に発生する
非平衡電圧は、抵抗R4を介してトランジスタTのベー
スに印加される。ところが、この時点では可変抵抗VR
の抵抗値が太きいために、トランジスタTのベースには
B側の位相の電圧が印加され、出カドランスH1の二次
巻線L3には、第3図の破線で示した電圧vmaxが出
力される。電圧■maxは、第4図に示したように交流
電源とは逆位相なので、トライアックKには殆ど電流が
流れない。
次いで、電源スィッチSの投入から抵抗R5及びコンデ
ンサC3からなる時定数回路の時定数により決定される
一定時間が経過するとフォトカプラーQの発光ダイオー
ドが発光して可変抵抗VRの抵抗値が低下するので、出
カドランスH1の二次巻線に現れる電圧Vminは、第
3図の実線で示しだように電源電圧vAcと同相となシ
、トライアックKに電流が流れ始める。
いま、第1図に示すように、出カドランスH1の二次巻
線L3と電源トランスH2の二次巻線L2とを直列に接
続すると、二次巻線L2に現れる交流電圧VAcとトラ
ンジスタTの出力電圧とは第5図に実線または破線で示
したように重畳される。すなわち、可変抵抗VRの可変
範囲を、例えば、100キロオームから1キロオームま
でとすれば、電源スィッチSの投入直後に出カドランス
H2の二次巻線L3に発生する出力電圧は、第3図の破
線で示すように、第4図に示す電源トランスH2の二次
巻線L2に発生する電圧v八〇とは位相に於てほぼ90
1J[ずれることになる。ところが、電源スィッチSの
投入から時定数回路の時定数により決定される一定時間
が経過した後には、電源トランスH2の二次巻線L1に
発生する交流電圧は、ダイオードにより整流され、コン
デンサC4及び抵抗R6により平滑された後、抵抗R5
を経てコンデンサC3を充電しているので、抵抗R5並
びにコンデンサC3からなる時定数回路の時定数を17
10秒とか172秒とかの適宜の値に設定しておけば、
電源スィッチSの投入から1710秒或は1/2秒が経
過して後、発光ダイオードが発光して可変抵抗VRの抵
抗値が低下し、第3図の実線で示したように、出カドラ
ンスの二次側出力■mInは、交流電源と同相となり、
その結果、重畳電圧は、第5図の実線で示した如くに上
昇する。
第1図に示した回路のX−Y間に、第5図の実線で示し
だ重畳電圧■mlo+vAcが印加されると、ダイオー
ドD3により整流され、次いでコゾデンサC5を充電す
る。この充電電圧は、 リレーGに印加され、接点v1
Wを閉じてトライアックにのアノード−カソード間を短
絡する。
このように、主電路に挿入されている双方向3端子サイ
リスタ等の制御整流素子は、電源スィッチの投入から時
定数回路の時定数によって決定される極く短かい時間だ
け導通し殆ど発熱しないので、放熱板或は送風機等によ
り強制冷却する必要がなくなり、自動位相スイッチを必
要最少限の大きさにまで小型化できると共に、その耐久
性を著しく高めることができるのである。また、機械的
接点v1Wは、1ボルト程度のアノード−カソード間電
圧を開閉すればよいので、開閉の際のアーク発生も無く
、その寿命は、半永久的となるのである。
重畳電圧が、不十分でそのままではリレー等の機械的接
点を駆動できない時には、逆阻止3端子サイリスタ等の
スイッチング素子を併用するか、或はトランジスタ等に
より所定のレベルまで増幅すればよい。例えば、第2図
に示すように、重畳電圧をX−Y間に印加し、ダイオー
ドD3で整流してコンデンサC6を充電し、充電電圧を
抵抗Ryを介して逆阻止3端子サイリスタSC几のゲー
トに印加すればよい。逆阻止3端子サイリスタ8CR,
が導通ずれば、交流電源ACからリレーGに電流が供給
されて接点v、Wが閉じ、トライアックKを短絡する。
第6図に示した実施例に於ては、主電源スイッチとして
大容量スイッチS2を主電路に設ける一方、小容量スイ
ッチ81を時定数回路のだめの電源回路内に設けられて
いる。こうすることによって、主電源スイッチS2を閉
じたままにしておき、スイッチSIのみを開閉すること
によって、危険な大電流の開閉操作を省略することがで
きる。
第7図に示す回路は、抵抗に代えて交流ホイートストー
ンブリッジ回路の2辺にトランスH2のセンタータップ
付き二次巻線L4、L5を使用する例である。本例に於
ては、ブリッジ回路への電源供給と印加される交流電圧
の分圧とを電源トランスの二次巻線を利用して行ってい
るので、使用する抵抗素子の数を減らすことができるば
かりか、自動位相スイッチの構成を簡単にすることがで
き、その耐久性も高めることができる。
叙上のように、本発明の自動位相スイッチ回路に於ては
、主電路に挿入される双方向3端子サイリスタ等の制御
整流素子は、電源スイツチ投入から主電路が定常状態に
達する極く短時間のみ導通しているので、発熱が極めて
僅かであり、家庭用調光装置のようにさほど大電流が流
れない場合は、送風機はもとより、放熱板すら省略する
ことができる。従って、本発明の自動位相スイッチ回路
は、例えば、特開昭59−189727号公報に開示さ
れているような自動位相スイッチ回路を耐久性高く、動
作音が皆無で、極めて小型化された形で提供することが
できるのである。
また、本発明の自動位相スイッチは、白熱電球のだめの
調光回路や電動機のだめの始動回路や速度調節回路に使
用し、突入電流の発生を効果的に抑え、とりわけ、白熱
電球のだめの調光回路に使用することによって、その寿
命を著しく延ばすことができるにも拘らず、発熱による
エネルギーの浪費を最小にすることができるという実益
を有するのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の自動位相スイッチ回路を例示する配
線図を示す。 第2図は、機械的接点のための駆動電源を例示する配線
図を示す。 第3図は、出カドランスの二次側出力電圧(トリガ電圧
)の波形図。第4図は、交流電源電圧の波形図。第5図
は、トリガ電圧と交流電源の重畳電圧の波形図を示す。 第6図、第7図は、それぞれ本発明の自動位相スイッチ
回路を例示する配線図を示す。 図中の符号について説明すれば、次の通りである。 Cコンデンサ  R抵  抗 Hトランス   L 線  輪

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも一辺に可変抵抗を有する交流ホイート
    ストーンブリッジ、時定数回路、制御整流素子等からな
    り、初期トリガの位相を遅らせ導通角を小さくして交流
    電源に負荷を接続する自動位相スイッチ回路に於て、ト
    リガ電圧と交流電源電圧とを重畳し、負荷接続から一定
    時間を経過して後、その重畳電圧により制御整流素子に
    並列に接続した機械的接点を閉じることを特徴とする自
    動位相スイッチ回路。
  2. (2)機械的接点が、リレーであることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の自動位相スイッチ回路。
  3. (3)負荷が、白熱電球であることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項または第2項記載の自動位相スイッチ回
    路。
  4. (4)可変抵抗がサーミスタまたはCdS光伝導セルで
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項、
    または第3項記載の自動位相スイッチ回路。
  5. (5)制御整流素子が、双方向3端子サイリスタである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項、第3
    項または第4項記載の自動位相スイッチ回路。
JP60122058A 1985-06-05 1985-06-05 自動位相スイツチ回路 Pending JPS61279915A (ja)

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