JPS62287317A

JPS62287317A - 交流電力制御装置

Info

Publication number: JPS62287317A
Application number: JP61130265A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Shinoda; 篠田　敬久
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1986-06-06
Filing date: 1986-06-06
Publication date: 1987-12-14
Anticipated expiration: 2012-05-21
Also published as: JP2612690B2; US4779036A; FR2599907A1; FR2599907B1

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】３、発明の詳細な説明〔産業上の利用分野〕この発明は、負荷に供給する交流電力を円ＩｖＫ制御す
る交流電力制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、航空機の操縦席建設けられる窓ガラスはヒータ
が埋め込まれておシ、それに電流を供給してガラスを加
熱することＫよって、そのガラスに曇り、水滴などが付
着しないようにしている。

この電流は機内の交流電源から供給し、その値は外気の
温度によって調節する必要があるため、従来はサイリス
タによる位相制御が行われていた。

しかしサイリスタによって位相制御を行うと、交流波形
が不連続とな９、雑音を発生するため、この雑音の発生
を防止するためには、交（ｊｌｆ、の１周期を最小単位
とする通電時間制御を行なうことが考えられる。

〔発明が解決しようとする４ｉｊ題点〕しかしながら、
航空機に塔載している発電機の電圧変動率はらｉυ良い
ものでないため、交流の１周期を最小単位とする通電時
間制御を行うと、発電機出力電圧の変動が大きくなシ、
機内勲明用の螢光灯にフリッカが生じるなどの不都合が
生ずるという問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

このような問題を解決するためにこの発明は、最大値の
異なる電力を発生する複数の電力供給回路と、この回路
を選択する選択回路と、選択した回路の通電時間制御を
おこなう通電時間制御部とを設けたものである。

〔作用〕

供給する交流電力の値が段階的に変化する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図である。

同図において、１はフィルタ回路、２は電源回路、３は
ゼロレベル検出回路、４はヒータ通電時間制御回路、５
はゲート信号発生時間制御回路、６はゲート信号発生回
路、７はサイリスタ回路、８はオーバカーレント検出回
路、９はヒータ電流検出回路、１０はセンサショート検
出回路、１１はオーバヒート検出回路、１２．１３はス
イッチング回路、１５はアンド回路、１６はリレー、１
６ａはリレー１６の接点、１７は変圧器、１８□。

１８３は連動形の電源スィッチ、・１９はセンサチェッ
ク用のスイッチ、２０はオーバヒートチェック用のスイ
ッチ、２１はパワーオンチェック用のスイッチ、２２は
ヒータ、２３は動作表示ランプ、２４は窓ガラスの温度
を検出するサーミスタ、２５は抵抗である。

フィルタ回路１は外部からの雑音の侵入および、この装
置から外部装置へ雑音が漏れることを防止している。電
源回路２は交流電圧をこの装置の動作に必要な直流電圧
に変換するようになっている。

ゼロレベル検出回路３は交流波形の１周期毎にゼロレベ
ルを検出し、１周期の開始時点においてパルス信号を発
生するようになってお）、第２図に示すように、入力端
子３ａ、出力端子３ｂ、抵抗３２ａ　〜３２ｄ、ダイオ
ード３３ａ〜３３ｃ、トランジスタ３４、コンデンサ３
５、インバータ３６から構成でれている。

ヒータ通電時間制御回路４はヒータに供給する電流を窓
ガラスの温度、電源投入時点からの経過時間を加味し、
交流波形の１週期を最小単位として通電時間制御を行な
うようになっている。この回路は第３図に示すように増
幅回路４０、電源投入時から略３分間にわたり出力電圧
が単調増加する３分タイマ４１、比較部４２．８Ｈｚ程
度の三角波を発生する発振器４３、レベル判定回路４４
から構成されており、それらは抵抗４０ａ〜４０ｆ。

４１ａ　−４１ｆ　、　４２ａ　、　４２ｂ　、　４３
ａ　〜４３ｍ　、　４４ａ　〜４４ｇ、差動増幅器４０
ｑ、　４１ｑ　、　４３ｑ〜４３ｓ　、　４４ｑ　、　
４４ｒ、ダイオード４１ｔ　−４１ｖ　、　４２ｔ　、
　４３ｔ　〜４３ｗ　、　４４ｔ。

コンデンサ４０ｘ　、　４０ｙ　、　４１ｘ　、　４２
ｘ　、４３ｘ　、　４４ｘ、入力端子４ａ〜４ｃ、出力
端子４ｄ〜４ｆ、より構成されている。

ゲート信号発生時間制御回路５はサイリスタ回路７の１
周期分にわたる通電時間をル１ｊ御するために必要なゲ
ート信号を発生するようになっており、第４図に示すよ
うに、抵抗５０ａ〜５０ｅ、コンデンサ５１ａ　−５１
ｄ、タイ２５２ａ　〜５２ｃ、バッファ５３１〜５３ｃ
、オア回路５４、ダイオード５５ａ　−５５５、インバ
ータ５５ａ　、　５６ｂ、セットリセット形のフリップ
フロップ５７、アンド回路５８、入力端子５ａ〜５ｄ、
出力端子５０〜５ｈから構成されている。

サイリスタ回路７は第５図に示すように、サイリスタ７
０ａ〜７０ｆ、入力端子γａ〜７ｍ、出力端子７ｐ〜７
ｒから構成されている。

ゲート信号発生回路６は第６図に示すように、ナンド回
路ｓｏａ　、　６０ｂ、抵抗６１＆　〜６１ｋ、コンデ
ンサ６２ａ　−６２ｄ、インバータ６３ａ−６３ｄ、バ
ッファ５４ｍ　、　６４ｂ　、アンド回路ｅｓａ　−６
５乙、Ｒ３形の７リツプフロツプ６Ｇ＆　、　６６ｂ、
ダイオード６７ａ〜６７ｍ、）ランジスタロ８ａ〜６８
ｄ、パルストランス６９１Ｌ　〜６９ｅ、入力端子５ａ
　〜６ｇ、出力端子６ｊ　−６ｍ　、　６ｐ〜６ｚから
構成δれている。

オーバカーレント検出回路８は第７図に示すように、抵
抗１３ｉａ　〜８１ｈ、コンデンサ９２ａ　、　８２ｂ
、ダイオード８３ａ〜８３ｃ、差動増幅器８４，８５、
入力端子８ａ、出力端子１１ｂ、１３ｃから構成てれて
いる。

ヒータ電流検出回路９は第１図に示すように変成器９１
、ダイオード９２、差動増幅器９３、基準電圧９４から
構成てれ、ヒータ電流によ）発生する整流電圧が基準電
圧９４の値よシ大きくなると「１」レベルの信号を送出
するようになっており、基準電圧９４はヒータ２２に供
給するヒータ電流の最大規格値によって発生する整流電
圧よシも若干大きく選ばれている。したがって、ヒータ
電流が正常に供給されているとき、ヒータ電流検出回路
９は「１」レベルの信号を出力している。

センサショート検出回１！１５１０は差動増幅器１０ａ
、基準電圧１０ｂ、インバータ１Ｑｃ　、　１０ｄから
構成されており、常時はリレー１６を付勢しているが、
入力端子１０ｅに供給嘔れる電圧が基準電圧１０ｂより
小さくなるセンサショート時、入力端子１０ｆに「１」
レベルの信号が供給嘔れるオーバカーレント検出時、入
力端子１０ｇに［Ｏ」レベルの信号が供給されるオーバ
ヒート検出時にリレー１６が消勢されるようになってい
る。

オーバヒート検出回路１１は差動増幅器１１ａ、基準電
圧１１ｂ、インバータ１１Ｃ、ダイオード１１ｄから構
成され、入力端子１ｉｓに基準電圧１１ｂより大きな電
圧が供給されるオーバーヒート検出時に出力端子１１ｇ
から「０」レベルの信号を送出するようになっている。

このように構成された装置の動作は次のと５９であるが
、理解が容易なように、先ずヒータに供給する電力は一
種類でるるとして説明する。第１図においてスイッチ１
８１　＋　１８．ｌがオンとなっているとき、電源回路
２は各回路に対し、動作に必要な電圧＋Ｖを供給してお
り、正常時はリレー１６が動作しているため、フィルタ
回路１を通った交流波形はゼロレベル検出回ｉ８３に供
給でれている。

この回路は第２図に示すように、トランジスタのベース
回路にツェナーダイオード３３ｅが直列に挿入てれてお
９、トランジスタ３４には直流′電圧＋Ｖが供給されて
いる。このため、仮にツェナーダイオード３３ｅが短絡
されているとした場合、トランジスタ３４は直流電圧＋
Ｖが供給でれているので、その動作開始レベルは第８図
（−）に示すように＋Ｖとなっており、交流波形の値が
その値よシ小さくなったとき、トランジスタ３４はオン
となる。そこで今度はツェナーダイオード３３ｅが有効
に作用しているとしたとき、そのブレークダウン電圧が
トランジスタ３４に供給されている直流電圧＋Ｖと等し
いものとすると、トランジスタ３４は元の動作開始レベ
ル＋Ｖよシ交流波形のレベルがＶだけ低下して初めてオ
ンとなシ、第８図（ｂ）に示す信号を出力する。すなわ
ち、トランジスタ３４は交流波形のゼロレベルでオンと
なり、次のゼロレベルでオフとなる。

以上の説明はトランジスタ３４のベースエミッタ間の逆
電圧が零であるとしているが、この値は０．７ボルト程
度であり、このレベルはトランジスタ３４の固有の動作
開始レベルとして避けられないものである。しかし、直
流電圧、ツェナーダイオード３３Ｃのブレークダウン電
圧を適当に選択することによって、回路全体としては動
作開始レベルを零レベルに調整することができる。

すなわち、動作方向に直流バイアス電圧が供給てれたト
ランジスタ３４に対して、そのトランジスタ３４の動作
開始レベルが零ボルトとなるように、直流バイアス電圧
を打消すレベルシフト用のツェナーダイオード３３ｃを
挿入することによって、ゼロレベル検出が行なえる。そ
して、抵抗３２ｅに発生し九第８図（ｂ）に示す電圧は
、コンデンサ３５゜抵抗３２ｄによって微分されて第８
図（ｃ）に示す信号となシ、これがダイオード３３ｂで
クランプ嘔れ、インバータ３６で反転されて第８図（ｄ
）に示すパルスとして出力端子３ｂから出力される。

出力端子３ｂから出力されたパルスは、第４図に示すゲ
ート信号発生時間制御回路５の入力端子５ａに供給でれ
、バッファ５３ｂを介してタイマ５２ｂの端子Ｂに供給
嘔れる。タイマＳ２ｂは端子ＣＤに「１」レベルの信号
が供給でれているとき、端子Ｂに供給でれる信号の立下
りで端子Ｑから１−１ｊレベル、端子蚕から１−０」レ
ベルの信号を発生し、この状態が抵抗５０ｂ、コンデン
サ５１ｂで決まる時間継続するようになっている。そし
て、端子ＣＤが「０」レベルになると端子Ｑ、Ｑのレベ
ルが反転するようになっている。したがって、第８図（
ｄ）に示すようなゼロレベル検出回路３からのパルスが
入力端子５ａに供給でれる度に第８図（ｅ）に示す期間
Ｔを有するパルスが出力される。この期間Ｔは前述した
ように抵抗５０ｂとコンデンサ５１ｂで決まり、交流電
源の半周期より長く、１周期より短かくなるように設定
されている。タイマ５２ｂの出力信号はバッファ５３ｃ
、アンド回路５８、出力端子５ｇを介してゲート信号発
生回路７の端子６ｄに供給される（後述するようにアン
ド回路５８のアンド条件は成立している）。このため第
６図に示すように、ナンド回路６０ｂ、インバータ６３
ｂからなる発掘回路は入力端子６ｄに「１」レベルの信
号が供給されている期間、抵抗６１−ｄとコンデンサ６
２ｂで決まる周期の短い第８図（ｆ）に示すゲート信号
を発生する。

一方、電源投入時は第３図に示すヒータ通電時間？！＋
１＃回路のうち、３分タイマ４１が１−ＯＪレベルの信
号を送出し、このレベルは約３分間にわたシ徐々に上昇
するようになっている。このため、差動増幅器４４Ｑ　
、　４４ｒは「１」レベルの信号を送出しており、これ
らが端子４ｆ　、　４ｇを介して出力てれ、第６図に示
すゲート信号発生回路６の端子６ｅ、６ｆ、バッファ５
４ｍ　、　６４ｂ、を介してアンド回路６５＆。

６５ｃの一方の端子に供給されている。アンド回路６５
４、　ｅｓｃの他方の端子は第４図に示すゼロレベル検
出回路３の出力がゲート信号発生時間制御回路５のイン
バータ５６ｂを介して供給されている。

そして、ゼロレベル検出回路３は第８図（ｄ）に示すよ
うにゼロレベルを検出した後の短時間だけｒＯＪレベル
となっており、その他の期間は「１」レベルとなってい
る。このため、第６図に示すゲート信号発生回路６のア
ンド回路５５ａ　、　６５ｃの他方の入力には第８図（
ｄ）に示す信号が供給ぢれており、その信号が「１」レ
ベルである期間、アンド回路６５ａ。

５５ｃは「１」レベルの信号を送出している。このこと
によりフリップフロップ５５ｍ　、　６６ｂはセットさ
れてお９、ともにその出力端子Ｑから［−１」レベルの
信号を発生している。この信号はアンド回路６５ｅから
「１」レベルを送出しているので、インバータ６３ｂか
ら送出された高い周波数の発振波形はアンド回路６５ｉ
、ダイオード６７ｂ、抵抗６１ｆを介し一〇トランジス
タ６８ａに供給され、このトランジスタをオンにする。

このことによυパルストランス６９ｍを介してサイリス
タ回路７のサイリスタ７０ａ。

γＯｂにゲート信号が供給てれ、そのサイリスタがオン
となる。このサイリスタ７０ｍ　、　７０ｂは第５図に
示すように変圧器１７に供給されているので、変圧器１
７に供給された信号は変圧されてヒータ２２に供給され
る。

サイリスタは第５図に示すようにそれぞれ逆並列に成続
されているので、一方のサイリスタは交流波形の正の半
波でオンとなる。−投に、サイリスタはアノードに順方
向の電圧が供給でれているとき、ゲートにゲート信号が
短時間供給てれればオン状態になるが、使用環境条件に
よっては必らずしもオン状態にならないこともある。良
好な環境条件のもとで使用すれば、このようなことはな
いが、常に良好な環境条件を要求することは経済性が悪
くなる。このようなときでもゲート信号は１回だけでな
く、繰返し供給するようにすることによって確実にオン
状態とすることができる。このため、本装置では２０Ｋ
Ｈｚ程度の周波数を有するゲート信号を発生し、このゲ
ート信号をサイリスタに供給し、確実な動作をさせてい
る。

オン状態となっているサイリスタは、アノード・カソー
ド間に供給てれている電源電圧の極性を反転することに
よってオフ状態に転する。そこで第５図に示すようにサ
イリスタを逆並列にしておき、交流波形が負の半波とな
った時点でも高周波のゲート信号が供給てれ続けるよう
にしておけば、正の半波時点でオフ状態となっていたサ
イリスタは交流波形が負の半波になったときにオン状態
になる。ここで、ゲート信号は入力交流波形の半周期を
超え、１周期以内の時点でオフとなるようにしておけば
、入力交流波形の１周期が終了した時点でオンとなって
いたサイリスタはオフとなる。

この装置では第８図（ｇ）に示すように、負の半波から
サイリスタがオン状７態となるようにしている。

そして、負の半波から正の半波に転する時点ｔ１以後も
ゲート信号が供給てれているので、正の半波となったと
きは、負の半波時点でオフとなっていたサイリスタがオ
ンとなシ、正の半波が出力嘔れる。時点ｔ２においてゲ
ート信号は供給でれなくなるが、電源の極性が正の半波
である時点ｔ３まではオンとなっているサイリスタはそ
のままオン状態を継続する。時点ｔ３になると、負の半
波になるので、今まで、すなわち正の半波でオンとなっ
ていたサイリスタはオフとなるが、この時点から（ｆ）
に示すように、再びゲート信号が供給きれはじめるので
、正の半波でオフとなっていたサイリスタがオンになり
、（ｇ）に示すように、正の半波に連続して負の半波の
出力がサイリスタ回路７から出力される。このようにし
て９．流液形がある一方向、すなわち正方向から負方向
にゼロレベルをよぎる度に、ゲート信号が発生しておく
ようにしておくと、交流波形が連続して出力される。

時点ｔ４になるとゲート信号が供給されなくなるが、前
述したようにこの時点でオンとなっていたサイリスタは
ゲート信号が供給１れなくなってもオン状態となってい
る。しかし、時点ｔ５になると交流波形の極性が変るの
で、今までオンであつたサイリスクはオフとなる。そし
て、（ｆ）に示したように時点ｔ４以後、トリガ信号が
供給てれないので、サイリスタ回路７もこの時点以後、
出力信号を発生しない。

ヒータ通電時間制御回路４は第３図に示すように構成さ
れておシ、３分タイマ４１は第９図（ａ）に示すように
、電源投入時点から出力電圧が単調増加し、３分根度で
飽和するようになってお）、発振器４３は第９図（ｂ）
に示すように、８Ｈｚ程度の三角波を発生するようにな
っている。このため、差動増幅器４２ｑは第９図（ｃ）
に示すように、３分タイマ４１からの出力信号レベルが
三角波よりも大きい期間「０」レベルの信号を出力する
。この信号は出力端子４ｅから送出され、第４図に示す
ゲート信号発生時間制御回路５の端子５ｂ、インバータ
５６ａ、オア回路５４を介してタイマ５２ｂの端子ＣＤ
に供給きれる。このためタイマ５２ｂの端子ＣＤには第
９図（ｄ）に示す信号が供給される。一方、交流電源の
周波数は略４００Ｈｚ　であるため、三角波の周期は交
流電源の周期の５０倍となっているので、三角波の１周
期の期間は交流電源の波形の５０サイクル分に相当する
。そして、（ｄ）に示す信号が「１」レベルの間、サイ
リスタ回路７にゲート信号が供給されるので、電源投入
後３分間はサイリスタ回路７が間欠的にオンとなり、そ
のオンとなっている期間は時間の経過とともに長くなっ
ていき、（ａ）に示すタイマの出力電圧が飽（口した後
は連続してオンとなる。このため、第９図（、）に示す
ように、サイリスタ回路７から出力される交流波形は時
間の１経過とともに出力期間中のサイクル数が多くなっ
ていく。

以上はガラスの温度を加味しないときの説明であるが、
実際にはガラスに取付けられ・たサーミスタはガラスの
温度に応じ友抵抗値どなっているので、電源投入時は温
度が低く、抵抗値も低いのが通常の状態である。このた
め、増幅回路４０の差＃増幅器４０ｑは非反転入力端子
の電圧の方が反転入力端子の電圧より大きくなっている
ので、この回路は「１」レベルの信号すなわち、ヒータ
２２が高温となるように加熱するための信号を出力して
いる。しかし、前述したように、電源投入時、３分タイ
マ４１の出力電圧は徐々に増加するので、差動増幅器４
１ｑの出力レベルは差動増幅器４０ｑの出力レベルより
低く、差動増幅器４０ｑの出力レベルはダイオード４１
ｔを介して差動増幅器４１ｑの出力レベルにクランプさ
れ、そのクランプでれたレベルの信号が差動増幅器４２
ｑの反転入力端子に供給てれる。そして、ヒータが加熱
さｎ、ガラス温度が上昇してくると、サーミスタの抵抗
が高くなり、差動増幅器４０ｑの反転入力端子に供給て
れる電圧も高くなるので、やがて差動増幅器４０ｑの出
力レベルが低下してくる。そして、差動増幅器４０（ｌ
の出力レベルが差動増幅器４１ｑの出力レベルより不埒
くなると、ダイオード４１ｔは逆方向にバイアス嘔れる
ので、差動増幅器４２ｑの反転入力端子に供給される信
号は差動増幅器４０ｑの出力信号だけで支配され、ガラ
ス温度が平衡温度となるように制御が行なわれる。

サイリスタ回路７から出力された交流波形は変圧器１７
に供給てれ、ヒータ２２の規格から要求される電圧に変
換され、ヒータ２２に供給される。

変圧器を用いて間欠的な通電時間制御を行なう場合、間
欠時間がある値より短かいと、変圧器内の電磁エネルギ
が消滅しないうちに次の通電が開始式れることになるの
で、通電を再開するときは前の極性と逆極性の電流を供
給するようにしないと、鉄心内の磁束が飽和して大電流
が流れてしまう。

このため、第１０図（ａ）に示すような交流波形が供給
されておシ、この交流波形を間欠制御するとき、（ｂ）
に示すように、正の半波で通電が終了したものの通電を
再開するときは、負の半波から通電を再開する必要があ
る。このことを実現するためにこの装置は、第１０図（
Ｃ）に示すように、（＆）に示す波形から負方向に変る
時点でゲート信号を発生埒せ、そのゲート信号は交流波
形が負から正の半波に変り、その半波が終了する以前に
停止させ、その停止タイミングは正の半波が負の半波に
変ったとき、サイリスタが確実にオフとなるように選ん
でいる。

以上のような構成をとることによって、第１０図に示す
ように、又泥波形の１周期を最小単位として通電制御が
行なわれ、その通電時間が第９図（、）に示すように電
源投入時点より徐々に長くなり、第１０図（ｂ）に示す
ように、交流波形がある極性方向にゼロレベルをよぎる
時点から通電が開始でれ、交流波形が通電開始時と同一
極性方向にゼロレベルをよぎる時点に通電が停止される
。そして、この制御はガラス温度が所定温度になるまで
続けられる。また、所定温度になった後、外気温度の変
化などでガラス温度が変化すると、ガラス温度を所定温
度に戻すような制御が行なわれる。

以上の説明はヒータ２２に供給する電力は一種類として
きた。しかし、発明が解決しようとする問題点の項で述
べたように、ヒータ２２に必要な電力をオンオフ制御す
ることはヒータ２２の温度を制御するという点では問題
ないが、航７１！機の電源は電圧安定度があまシ良いも
のではないので、ヒータの通電時に機内電圧が低下し、
機内照明用に用いている螢光灯に７リカが生じ、乗客に
不快感を与える。このため、この発明では先ず低い電力
で通電時間制御を行ない、その通電期間を徐々に長くし
、全期間が通電状態になったとき（この状態は今まで説
明してきた状態に相当する）、この値の電力と、その電
力よυ更に大きな電力を交互にヒータに供給するように
している。その時、電力の大きい方の通電時間は最初短
かく、時間の経過とともに徐々に長くする。そして、電
力の小さな通電時間はこれとは逆に、時間の経過ととも
に短かくなるようにしている。

次にこのような制御動作について説明する。前述したよ
うに第４図に示すタイマ５２＆　、　５２ｂは端子ＣＤ
が１１」レベルであるときに端子已に供給でれる信号の
立下りで出力Ｑが１０」レベルから「１」レベルに転す
るようになっておシ、端子ＣＤに（イ）ｊレベルの信号
が供給されたときはリセツトされ端子Ｑは無条件に「０
」レベルになるように構成されている。このため、タイ
マ５２ｂの端子Ｑから「１」レベルの信号が発生してい
るとき、タイマ５２１Ｌは端子Ｑから１−０］レベルの
信号を発生している。そして、タイマ５２ｂは第９図（
−）に示す信号が出力てれる期間、端子Ｑから「１」レ
ベルの信号を送出するようになっており、タイマ５２ａ
は第９図（、）に示す信号が出力されない期間、端子Ｑ
から１１」レベルの信号が出力されるようになっている
。

第４図に示すようにタイマ５２ａの出力はゲート信号発
生回路６のナンド回路６０＆に供給され、タイマ５２ｂ
の出力はフリップフロップ５７、アント回路５８を杼で
、ゲート信号発生回路６のナンド回路６０ｂに供給でれ
ている第６図かられかるように、ナンド回路６０ａおよ
びナンド回路６０ｂは発振回路（発振周波数約２０ＫＨ
ｚ　　）を構成しており、それらの発振＠路はそれぞれ
のナンド回路に「１」レベルの信号が供給でれている期
間、発振している。前述したように、タイマ５２＆と５
２ｂは交互に出力を発生しているので、ナンド回路５Ｑ
ａ　、　６０ｂを含む発振回路も交互に出力を発生して
いる。これらの発振出力はそれぞれアンド回路６５ｈ　
、　６５１に供給されるが、これらアンド回路の他の入
力にはアンド回路６５ｆ　、　６５ｇを介してフリップ
フロップ＄５ａ　、　６６ｂからの出力が供給されてい
る。このフリップフロップ回路はヒータ通電時間割御回
路４からバッファ６４ａ、アンド回路６５ｍを介して供
給される信号と、バックアロ４ｂ、アンド回路６５ｃを
介して供給てれる信号によって制御されるようになって
いる。ヒータ通電時間制御回路４は第３図に示す差動増
幅器４０ｑの出力レベルが低いうちは差動増幅器４４ｑ
　、　４４ｒとも「１」レベルの信号を出力しているが
、差動増幅器４０ｑの出力があるレベルまで高くなると
差動増幅器４４ｑが「０」レベルの信号を送出するよう
になる。そして、差動増幅器４０ｑの出力レベルが更に
高くなると、差動増幅器４４ｑ、　４４ｒ共に１−０」
レベルの信号を送出するようになる。差動増幅器４０ｑ
の出力はその入力すなわち、端子４＆に接続テれている
サーミスタ２４の抵抗値で変り、このサーミスタ２４は
第１図に示すヒータ２２が埋め込まれている操縦席の窓
ガラスの温度で変る。窓ガラスの温度はヒータ２２に流
す電流の大きさで変るので、ヒータ温度が第１の温度以
上になると差動増幅器４４ｑから「０」レベルの信号を
出力ヒータ温度が第１の温度よシ高い第２の温度以上に
なると差動増幅器４４ｒも「０」レベルの信号を出力す
るように定数を設定しておく。

このため電源投入時は３分タイマ４１の作用により第３
図の差動増幅器４４９．４４ｒとも「１」レベルの信号
を送出しており、これが第６図のゲート信号発生回路６
のアンド回路６５ｍ　、　６５ｃの一方の端子に加えら
れる。アンド回路６５ａ　、　６５ｃの他方の端子には
ゼロレベル検出回路で発生したパルスが供給されている
ので、そのパルスが供給てれたときアンド回路５５ａ　
、　６５ｅは「１」レベルの信号を送出し、フリップフ
ロップ６６＆　、　６６ｂともセットされ、そのＱ出力
はともに「１」レベルとなる。

ゲート信号発生回路６のフリップフロップ６６ａ。

６６ｂのＱ出力はヒータ通電時間制御回路４のダイオー
ド４３ｕ　、　４３ｔに供給式れているので、供給され
た信号により、第３図に示す抵抗４３１にある電圧が発
生する。この電圧は差動増幅器４３ｒの反転入力端子に
供給されているので、差動増幅器４３ｒは非反転入力端
子に供給式れる三角波のレベルをシフトさせ、第１１図
の波形ａで示す三角波を出力する。なお第１１図におい
て特性ｄは３分タイマ４１の出力である。

このだめ三分タイマ４１のレベル変化にともない第９図
（ｅ）で説明したように、ゲート信号発生回路６のイン
バータ６３ｂから出力される２０ＫＨｚ信号の継続時間
が徐々に長くなる。そして、第６図のアンド回路６５ｅ
から「１」レベルの信号が送出されているので、インバ
ータロ３ｂから出力でれた２０ＫＨｚの信号はアンド回
路６５１．ダイオード６７ｂ、抵ｆｆ１６１ｆを介して
トランジスタ６８ａに供給され、七のトランジスタを２
ＱＫＨｚ　８度でオンオフするので、ゲート信号がサイ
リスタ７０ａ　、　７０ｂに供、給でれ、そのサイリス
タがオンとなる。この結果、変圧器１７を介してヒータ
２２にヒータ電流が供給される。インバータ６３ｂの出
力は第９図（ｅ７に示すように間欠的に、しかも時間が
経過するにしたがい継続時間が長くなるようになってい
る。

このときオンオフするサイリスタは変圧器１７の１入側
巻数が最大のタップに接続されているので、ヒータ電流
はこれに対応して７アンペアとなり、その鵞恍が第１２
図（ａ）に示すように流れる。

７アンペアのヒータ電流が流れる期間は前述のように徐
々に長くなり、やがては連続通電状態になるので、ガラ
ス温度はやがて前述の第１の温度に達する。この結果、
第３図に示す差動増幅器４０ｑの出力レベルがその温度
に対応する値まで高くなっており、このことを差動増幅
器４４ｑが検出し、今まで送出していた「１」レベルの
信号を「Ｏ」レベルにする。この信号は第６図に示すフ
リップフロップ６６ａのリセット端子Ｒに供給され、そ
のフリップ７０ツブをリセットする。このため、今まで
１−１」レベルを送出していたアンド回路６５ｅはアン
ド条件が成立しなくなり、代ってアンド回路６５ｆがア
ンド条件が成立するので、そこから１〜１」゛レベルの
信号が送出嘔れ、アンド回路６５ｊ　、　６５ｈに供給
式れる。

一方、フリップフロップ６６ａの出力が「１」レベルか
ら「０」レベルに変ることによって、前述したように三
角波のレベルが第１１図の波形すに示すようにシフトｇ
れる。このため、第６図に示すインバータ６３ｂの出力
波形は再び第９図（ｄ）に示すような間欠的な信号を出
力する。一方、第４図に示したタイマ５２ａ　、　５２
ｂは前述したように、一方が出力を発生しているときは
他方は出力を送出しないようになっているので、第６図
のインバータ６３ａは第９図（ｆ）に示すように、（ｅ
）に示す信号の停止している期間、２０ＫＨｚ程度の信
号を送出しておシ、この信号（ｆ）は、（ｅ）とは逆に
時間の経過とともに継続時間が短かくなっていく。この
ため、アンド回路６５ｈとアンド回路６５」から交互に
２０ＫＨｚの信号が出力式れ、それによりサイリスタ７
０ａ。

γＯｂの組と、サイリスタ７０ｃ　、　７０ｄの組が交
互にオンとなる。そして、サイリスタ７Ｑｃ　、　７０
ｄの組が接続されているのは変圧器１７の１次側巻線が
少ない方でらるから、ヒータ２２に供給される電流もこ
のサイリスタがオンになっている方が大きく、１４アン
ペアの電流がヒータ２２に流れるようになっている。こ
のとき、アンド回路６５ｊから送出てれる信号の継続時
間は時間の経過とともに長くなり、アンド回路６５ｈか
ら送出てれる信号の継続時間は逆に、時間の経過ととも
に短かくなるので、ヒータ２２に流れる電流は第１２図
（ｂ）に示すようになる。第１２図（ｂ）において振幅
の小さい部分は７アンペアの電流が流れている部分、振
幅の大きい部分は１４アンペアの電流が流れている部分
である。

このようにヒータに流れる電流が大きくなると、窓ガラ
スはやがて第２の＠度に達するので、今度は第６図に示
すフリップフロップ６６ｂもリセット嘔れる。このため
、アンド回路６５ｆはアンド条件が成立しなくなり、代
ってアンド回路６５ｇにアンド条件が成立するので、今
度はアンド回路６５ｋ。

６５ｔから２０ＫＨｚの信号が交互に送出され、サイリ
スタ７０ｅ　、　７０ｄの組とサイリスク７Ｑｅ　、　
７０ｆの組が交互にオンになる。これらは変圧器１７を
介してヒータ２２に１４アンペアの電流と２０アンペア
の電流を交互に供給するので、ヒータ２２に流れる電流
は第１２図（ｃ）に示すようになる。（ｃ）において、
振幅の大きい部分は２０アンペア、振幅の小さい部分は
１４アンペアである。

このように、１ｅ、長単位の位相制御を行なっても、供
給する電流を段階的に変えると、電圧変動は少なくなシ
、機内の螢光灯のちらつきもなくなる９しかし、電流の振幅は２つの回路を切換えてしかもその
位相を連続させなければならないが、切換時に位相の不
整合がおこり易く、このときは過大［流が流れ、やはり
電圧変動率が大きくなってしまう。そこで、この不整合
をなくすため、第４図に示すフリップ７０ツブ５７、抵
抗５０ｄ　、　ｓａｇ、コンデンサ５１ｄ、ダイオード
５５ａ　、　５５ｂ、アンド回路５８を設け、′晟流値
の切換時点で、交流波形の最初の１周期だけ若干遅れて
追従するようにしている。すなわち、フリップフロップ
５１がセットされるとその出力は抵抗５０ｄ、コンデン
サ５１ｄによって決まる時間だけ遅れて出力され、その
遅れ時間分だけアンド回路５８が遅れて能動となる。

また、タイマ５２０を設けて、波形切換時点における切
換前の波形の継続時間を若干長くしている。

このことにより位相の不整合による過電流が防止できる
。なお最初の１周期以後の遅延は不要であるので、ダイ
オード５５ｂによ）２周期以後の遅延は生じないように
している。

サイリスク回路から出力された交流波形は変圧器１７に
よシヒータ２２の規格から要求でれる電圧に変換される
が、このとき変圧器１７の巻線の一部をヒータ電流検出
回路９の変成器９１によって構成している。このため、
ヒータ２２に供給てれている電流は変成器９１でピック
アップされ、ダイオード９２で整流てれて差−増幅器９
３の反転入力端子に供給てれる。差動増幅器９３は前述
したように非反転入力端子に、ヒータ電流の最大規格値
によって反転入力端子に供給てれる電圧より若干高い基
準電圧９４が供給でれているので、最大規格値以上のヒ
ータ電流が流れると「０」レベルの出力信号を送出する
。一方、ゲート信号発生時間制御回路５の出力端子５ｅ
はヒータ電流が供給されている期間のうち大部分の期間
でＩＩＪレベルの信号を送出しているので、この信号と
、ヒータ電流検出回路９から出力される「０」レベルの
信号の両方がアンド回ｉ！！８１５に供給されたとき、
サイリスタがオンとなり、かつヒータ２２にヒータ電流
が供給されていることを表わすための動作表示ランプ２
３を点灯させる。

サイリスタ回路Ｔから出力された電流は変圧器１７の一
部を介してオーバカーレント検出回路８０入力端子８ａ
に供給てれる。この電流は第７図に示す抵抗ａｆ＆に流
れ込み、第１３図（幻に示すような、サイリスタに流れ
る電流値に対応した太き石の交流電圧を生じさせ、その
電圧が第７図に示す差動増幅器８４の反転入力端子に供
給てれる。

差動増幅器８４の非反転入力端子にＶ／２のバイアスが
供給てれていれば、その出力には第１３図（ｂ）に示す
信号が出力てれる。しかし、このままであると、入力波
形を整流をしなければならない。ところが、差動増幅器
８４の規格を詳細に検討すると、入力がマイナス０．３
ボルト以上について動作が保証されているもの（例えば
ＬＭ２９０４）がある。

そこで非反転入力端子を接地して第７図の回路にして、
入力としてマイナス０．６ボルト程度まで振幅を有する
信号を反転入力端子に供給すると、振幅Ｖを有する正の
半波の波形が出力てれる。すなわち、差動増幅器８４に
よって整流と増幅が同時に行なわれたことになる。

差動増幅器８４の出力は抵抗８１ｃ、コンデンサ８２ｂ
で平滑され、その＋隋出力が抵抗８１ｆと８１ｅで決め
られる基準電位より大きくなると、差動増幅器８５はｒ
ｌ」レベルの出力信号を送出する。この「１」レベルの
信号は出力端子８ｂ、８ｃを介して出力てれ、ゲート信
号発生回路６の入力端子６ｇと、センサーショート検出
回路１０の入力端子１０ｆに供給される。このためゲー
ト信号発生回路６は第６図に示すトランジスタ６８ｄが
オンになって、トランジスタ６８ａ〜６８ｃのベースを
アース退位とするので、全てのサイリスタにゲート信号
が供給されなくなり、サイリスタはオフとなる。一方、
センサショート検出回路１０は入力端子１０ｆに供給さ
れた信号によってリレー１６が消勢てれ、接点１６ａが
開放される。

何等かの原因により窓ガラスが過熱状態になると、サー
ミスタ２４の抵抗値が大きくなる。このサーミスタはヒ
ータ通電時間制御回路４から電流が供給されているので
、窓ガラスが過熱するとオーバヒート検出回路１１にお
ける差動増幅器１１＆の非反転入力端子に供給される電
圧が大きくなる。

この電圧が基準電圧１１ｂを越えると差動増幅器１１ａ
は「１」レベルの出力信号を発生し、この信号がインバ
ータ１１ｃで反転されセンサショート検出回路１０のイ
ンバータ１０ｄに供給されるので、このときもリレー１
６が消勢される。

また何等かの原因によりサーミスタ２４がショートする
と、センサーショート検出回路１０の差動増幅器１０Ｂ
は反転入力端子に供給される電圧の方が非反転入力端子
に供給でれる電圧よ）小てくなるので、差動増幅器１０
ａは「１」レベルの信号を出力する。このため、リレー
１６は消勢１れ、サイリスタ回路γに′電源を供給しな
くなる。

窓ガラスはオーバカーレントによって過熱する他、高温
の外気にさらでれたときも過熱するので、この時にもオ
ーバカーレント検出回路は窓ガラスの過熱を検出してし
まう。このため、この発明においてはヒータ電流を検出
し、ヒータ電流が正常値であるときはオーバカーレント
検出回路が動作しないようにしている。すなわち、第１
図に示すヒータ電流検出回路９はヒータ電流が正常であ
る時は「１」レベルの信号を送出している。このため、
オーバヒート検出回路１１の差動増幅器１１ａの反転入
力端子にこの「１」レベルの信号が供給てれている。一
方、この差動増幅回路の非反転入力端子にはサーミスタ
２４に発生した電流が供給されている。しかし、非反転
入力端子の電圧は窓ガラスの温度に対応して変る電圧で
あり、電源電圧より低い電圧であるが、反転入力端子の
電圧は「１」レベルであるから、はとんど電源電圧と同
じレベルである。このことから、ヒータ電流の値が正常
値以下であるとき、差動増幅器１１＆は反転入力端子の
電圧の方が常に高くなり、その出力は「０」レベルとな
っている。したがってインバータ１１ｃは「１」レベル
の信号を出力し、センサショート検出回路１０の動作、
すなわちリレー１６の動作に影響を与えない。

しかし、ヒータ２２に過電流が流れたとき、ヒータ電流
検出回路９は「０」レベルの信号を送出するので、この
出力信号はオーバヒート検出回路１１に影響を与えない
。このため、オーバヒート検出回路１１はサーミスタ２
４に発生する電圧を検出し、その値が許容値以上のとき
はセンサショート検出回路１０を駆動し、これによって
リレー１６が消勢されるので、ヒータ２２に電流が供給
ぢれなくなり、窓ガラスの過熱を防止する。また、この
ときはアンド回路１５のアンド条件も成立しているので
、ランプ２３が点灯し、異常の報知が行なわれる。

スイッチ２０はパワーオン時に第３図に示すタイマ４１
（３分タイマ）の出力電圧が飽和した状態を作り出して
いるので、電源投入と同時にサーミスタ２４による温度
制御の状態をチェックできる。

スイッチ２１はオーバーヒート状態を擬似的に作り出す
スイッチである。

なお、以上の実施例は操縦席のガラス窓のヒータの加熱
回路について説明したが、これに限らず、交流電力の可
変制御を行なうもの一般に使用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明は、ヒータに供給する電流
の大′＠埒を段階的に変えたものであるから、電圧変動
率を小式くすることができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
はゼロレベル検出回路を示す回路図、第３図はヒータ通
電時間制御回路を示す回路図、第４図はゲート信号発生
時間制御回路を示す回路図、第５図はサイリスタ回路を
示す回路図、第６図はゲート信号発生回路を示す回路図
、第７図はオーバカーレント検出回路を示す回路図、第
８図はゲート信号の発生状態を説明するための各部波形
図、第９図は電源投入時におけるサイリスタの動作状態
を説明するための各部波形図、第１０図はサイリスクの
通電状態を示す波形図、第１１図は制御対象の温度にと
もなう比較用信号の発生状態を示すグラフ、第１２図は
ヒータに供給てれる電流の波形を示すグラフ、第１３図
はオーバカーレント検出回路の動作を説明するための波
形図である。３・・・・ゼロレベル検出回路、４・・・・ヒータ通電
時間制御回路、５・・・・ゲート信号発生時間制御回路
、６・・・・ゲート信号発生回路、Ｔ・・・・サイリス
タ回路、８・・・・オーバカーレント検出回路、９・・
・・ヒータ電流検出回路、１０・・・・センサショート
検出回路、１１・・・・オーバヒート検出回路。特許出願人　株式会社小糸製作所代理人　山川数構（Ｊ’！１２名）第９図第１０図（Ｃ）ｌ　　　ｌ第１１図第１２図

Claims

【特許請求の範囲】

交流波形の１周期を最小制御単位として通電期間の制御
を行なつて交流電力の制御を行なう交流電力制御装置に
おいて、最大値の異なる電力を発生する複数の電力供給
回路と、交流電力が連続的に所望の通電制御状態となつ
た後はその時点まで使用されていた第１の電力供給回路
と、その時点まで供給していた電力に最も近い電力を供
給する第２の電力供給回路とを交互に選択する切換回路
と、第１の電力供給回路の通電時間を徐々に短くしなが
ら第２の電力供給回路の通電時間が全期間となるまで第
２の電力供給回路の通電時間を徐々に長くする通電時間
制御回路とを備えたことを特徴とする交流電力制御装置
。