JPS63277468A - 位相制御された信号入力を有する電力制御回路 - Google Patents

位相制御された信号入力を有する電力制御回路

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JPS63277468A
JPS63277468A JP63099284A JP9928488A JPS63277468A JP S63277468 A JPS63277468 A JP S63277468A JP 63099284 A JP63099284 A JP 63099284A JP 9928488 A JP9928488 A JP 9928488A JP S63277468 A JPS63277468 A JP S63277468A
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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】 [産業上の利用分野] 本発明はランプやモータのような負荷への出力電力を制
御するための新規なII w回路に係わり、とくに入力
信号自体が位相制御された信号であり電力制御回路が電
力制御回路の入力からの入力信号の除去に応じて負荷回
路から切り離される新規な位相制御回路に関する。
本発明はまた新規なインターフェース回路に関するもの
であり、このインターフェース回路は、出力が5周波調
光装置をt13 IIIするために使用され、インター
フェース回路の入力からの入力信号の除去に応じて電力
がスイッチングされた高圧出力を介して蛍光調光装置か
ら遮断される場合に、入力信号が位相制御された信号で
あり、出力が1)可変周波数パルス幅変調可変電圧もし
くは他の可変信号ならびに2)スイッチングされた高圧
出力であるようなものである。
[従来の技術] 位相t11制御回路は周知であり、負荷に供給される電
力を変化するために一般的に使用される。例えば、位相
制御回路はモータの速度とか照明負荷の光出力を制御す
るために使用される。位相制御回路はスイッチング素子
としてシリコン&IJ tit整流素子やトライアック
のようなサイリスタを用いる。
ゲートターンオフ素子、バイポーラおよびMO8FET
トランジスタも使用できる。これらの素子は以下「制御
導電素子」と呼ぶ。これらの素子のゲートまたは制御回
路は電気要素によって構成されており、通常交流電源か
ら取り出された供給電力の各ゼロクロスの後の調整可能
な時に制御導電素子を点弧もしくは導通するように動作
する。結局、電圧は各ゼロクロスからの時間遅れの後に
制御導電素子と直列接続された負荷に供給される。
負荷に供給される電力はこの位相遅れに関する恐だけ減
少する。電圧ゼロクロスの後に負荷に電圧が供給される
時間を変化することにより、使用者が光源の明るさまた
はモータの速度などを調整する。
位相制御回路は一般に抵抗とコンデンサからなる調整可
能な時間遅れ入力回路を使用する。この時@遅れ回路は
、一般に時間遅れ入力RC回路におけるコンデンサの両
端間電圧が所定値に達した時に導通するダイアックのよ
うな適当な素子に接続される。ll#間遅れ回路への入
力電圧のゼロクロスの債の制御された時間遅れの後にダ
イアックが導通することにより制御導電素子の制御リー
ドに電流が注入される。入力RC回路における抵抗を調
整可能にすることにより使用者は入力電圧のゼロクロス
に続く時間(または位相角)を調整でき、点弧信号が形
成されて導電素子を導通状態にする。
位相制御回路とくに白熱または蛍光光源と組み合わされ
たものでは、いづれの半サイクルでもI11御導電素子
が点弧する位相角での多数の調整信号を与えることも一
般的である。これは電源電圧の変化を補償するためであ
り、このような変化は回路の出力に悪影響を及ぼさない
。回路の出力とは、調光器の最大出力および/または最
小出力を調整すること、調光器が所定の時間または半サ
イクル数にわたる最大値から徐々に位相角を減じること
により所定の照明強度に向けて進めるように調光器をソ
フトスタートでターンオンすること、もしくは調光器の
制御がある値から他の値に変化するとき光の強さが特定
の率で変化するフェード制御を提供することであり、こ
れにより光レベルの急変を避けるもしくは否定するもの
である。
米国特許第4.575.660号に示されるもののよう
に多数の調光器が調光装置に使用されるとき調光装置の
各調光器は信号処理または補償要素を完全な組み合わせ
として持つことになる。これは調光器に必要とされる体
積を増しさらに装置コストをも増すことになる。多数の
調光器が同様に動作する多くの装置があるがその各々が
調整要素および制御器の完全な組み合わせを必要とする
結局、そのような調光器を小さい体積に組み上げること
は難しく、それらは通常、壁面ボックスに収納される各
制御要素から離れている電気キャビネットに組み込まれ
なければならない。そして、例えば2400または36
00W定格の大電力調光器が光源として必要な場合、l
IIJwJs電素子は比較内素子いヒートシンク上に取
り付けられなければならないから、一般に制御I装置と
&lJ御導電素子とを分離する必要がある。そして全体
装置は手動制御器とともに壁面ボックス内に収納される
が2000Wまでの調光器の全体的な内容物は適当な壁
面ボックス内に取り付けられる単一の背面ボックス内に
取り付けられる。
光源がオフまたは最小値まで調光された位置で調光器が
動作しているとき遮断器が開いていると調光器のような
電圧υ制御装置と直列接続された遮断スイッチを設ける
ことが知られている。この遮断器は、最小値まで調光さ
れている光源が実際に電源から遮断されていると誤認さ
れて負荷に損傷を与えることを防止する。このような遮
断器は、調光器制御がその調整範囲終端まで達したとき
又は別のトグルが作動したときに動作する。そして主遮
断スイッチの動作を得るためにトグルハンドルまたはス
ライドハンドルなどの調光器制御要素を使用者が操作す
る何らかの積極的な動作が必要である。もしもこれが行
われずに光源が最小値まで調光されると、使用者は遮断
器が開いていると思い込むであろう。
[発明の目的と構成] 本発明では、調光器のような電力制御回路用の新規な制
御回路が提供される。この電力制御回路は制御導電素子
の制御電極に接続された固定(非調整形)入力回路を有
する。電力l11111回路とは別に形成された制御信
号は固定入力回路に与えられ、電力制御回路からの所望
の出力を形成するための位相制御波形を有する。そして
、入力電圧波形の所定の調整可能な時点での遅れを持っ
た急激に立ち上がる電圧を有する波形は固定入力回路を
介してトライアックのようなl!111m導電素子の制
御電極に直接与えられる。
電力制御装置の制御導電素子を制御するために使用され
る位相制御波形を発生するために何らかの所望の手段が
用いられる。例えば比較的低電力の位相制御a光器など
が通常の位相制御回路および手動制御器に組み合わされ
、その上電極に位相制御された出力を形成する。この出
力波形は次いで電力制御回路の固定入力回路に与えられ
る。同様の位相!111211された波形が独立した複
数の電力制御回路の制6II電極を駆動する。
出力波形を受取る電力制御回路の各々は制御信号発生器
のそれよりも大定格のものでも良い。結局、電力増幅ま
たは強調効果は本発明を採用することによって得られる
位相制御された出力波形を形成する位相制御信号発生器
は、電圧補償、最大及び最小出力またはフェード制御お
よび必要な他の信号処理のためのもののような全ての所
望の信号処理回路と組み合わされ得る。これら複数の電
力制御回路の出力は位相υJlil信号発生器からの出
力波形とほぼ同一の波形を有する。したがってそれらの
出力はそれらの入力信号に織り込まれた必要な補償を含
む。
位相制御信号波形は、比較的小ヤの装置、例えばルート
ンエレクトロニクス量により販売されてイル商品名N0
VA、5KYLARKまたハD −600として製造さ
れている600W形調光器により形成される。そしてこ
れらの標準装置は位相シフトした出力信号を形成して負
荷に与え、種々の数の所望の電圧波形補償を有する所望
の波形を形成する。この出力波形は次いで例えば240
0または3600W装置である上記小型制御調光器より
も高定格の場合もある他の調光器の入力の固定入力回路
に与えられる。
あるいは、位相制御信号波形は多数領域壁面ボックス調
光装置の領域の一つからの出力を用いることにより得ら
れる。これは壁面ボックス調光装置が単独で取り扱うこ
とができるよりも大きい容量の1またはそれより多い負
荷を壁面ボックス調光装置により制御できるようにする
本発明の他の特徴ならびにいづれかの調光制御回路に用
いられ得るものとして、リレー接点が制御導電素子の主
電極に直列接続されていることがある。この接点を動作
させるためのリレーコイルは制御11f極への入力信号
の減少に応じて予め定められた値よりも低い値にされる
。そして、実際的な目的で調光器または電圧制御装置が
せ最小値まで調光されることによってターンオフされる
とリレーコイルの付勢が変化してその接点を開く。リレ
ーは好ましくは常時開放接点を有し、そのコイルは入力
交流波形の各半サイクルにおける最小時間の間開6Il
導電素子をターンオンするゲート信号が発生されると接
点を閉じるように電流を流すものである。ゲート信号が
最小時間より少ない時間存在するコイルは消勢されリレ
ー接点が開く。必ずではないが望ましくは、リレー制卸
回路を有する調光器を動作させる入力信号は位相遅れま
たは位相制御された形状をした信号であり、別個の位相
制御信号発生器によって形成される。
本発明の他の実施例によれば、高周波蛍光調光装置、水
銀ランプ調光装置などの電力制御モジュール用のインタ
ーフェース回路が設けられる。
インターフェース回路の入力は別個に形成され位相制御
された波形である。インターフェース回路の出力は可変
周波数でパルス幅変調された可変電圧または制御される
電力制御モジュールの入力回路によって必要とされるた
めの可変信号、および電源電圧を供給するかあるいはイ
ンターフェース回路の入力与えられる位相制御波形の位
相遅れに応じて電力$111111モジュールからの電
源電圧を除去するスイッチングされた電源電圧である。
上述のように、位相制御信号波形は(上記した)D−6
00または多数領域壁面ボックス調光装置の領域の一つ
からの出力を利用することにより形成される。さらに、
このスイッチングされた電源出力は、別個に形成された
位相制御波形の位相遅れが、インターフェース回路への
入力信号が各半サイクルにおける最小時間より短い時間
存在するときはいつでも電源電圧が電力制御モジュール
から除去されるように制御される。
[実施例] 第1図はランプ調光装置に関する本発明の回路および装
置のブロック線図である。本発明はモー夕速度制御、白
熱及びガス放電ランプ制御などの種々の位相制御装置に
応用できる。
第1図は例えばトライアックまたはシリコン制御整流素
子等の逆並列接続された訓11導電素子を用いたランプ
調光装置として利用できる大電力調光器10を示してい
る。「大電力」なる語は約2000W定格あるいはそれ
以上の調光器を指すがとくに限定するものではない。後
述するυ制御調光器は低出力定格であっても大電力と呼
んで不都合はない。
入電、カッ光器10は第10図により詳細に示すように
予め整形された位相flJJ all波形を有するRI
IIII信号をその制御端子11に与えるような入力回
路を有する。調光器10はホット交流端子14から調光
ホット出力端子とも呼ばれる出力負荷端子15に接続さ
れる。交流中性端子16は便宜上中性負荷端子17に接
続されているものとして図示されている。実際上は単一
の端子16のみが接続に用いられる。
リレー接点18は負荷端子15と大電力調光器10との
間に接続される。後述するように、制御端子11上の入
力信号が所定値より低いとき接点18が問いて負荷をホ
ット端子14から遮断する。
大電力調光器10はいかなる形式の調光器であってもよ
く秒々の電力定格を有する。大電力調光器回路100お
よびそのヒートシンクに含まれる制御81電素子の適当
な選択により調光器10は3600Wまでの負荷を制御
できる。当然ながらより大電力および小電力の負荷を調
光器10で制御できる。
第1図は次の調光器10を位相v制御の手法でv制御す
るために調光器10の外部で位相制御された信号を発生
する制mgl光器20を示している。そして1lltl
ll調光器20の出力は位相制御された波形を大電力調
光器10の制御入力端子20に直接与える。制御調光器
20はN0VAブランドでルート0ンエレクトロニクス
量により販売されている第3図、第4図に示すもの、ま
たはCE N T tJ RIONブランドの第5図、
第6図に示すもののような通常の商業的に入手できる調
光器であってよい。これらの調光器は、通常の内部ゲー
ト制御回路によって制御されるそれらの主電力電極で位
相制御された出力波形を形成する。
第3図、第4図において、N0VAブランドの調光器は
スライドit/J allll子音0する壁面ボックス
取り付は形のものである。背面ボックス31は適当な壁
ボックス取り付けおよび一対の交流電力リード32およ
び33に適合する。リード32は第1図に示すホットリ
ードであり、一方リード33は第1図の調光ホットリー
ドである。調光ホットリードと中性リードとの間に接続
された負荷は各半サイクル毎に位相遅れ波形を有する電
圧が与えられる。位相遅れは第3図、第4図の調整スラ
イド30によって調整される。スライド30は背面ボッ
クス31内に含まれるリニアポテンショメータ34(第
1図)を作動させる。スライド30の垂直動作は制御調
光器20の制御調光回路200におけるトライアックの
v1111電極に与えられる点弧信号の遅れ角を変化さ
せる。通常は遮所器接点35が調整可能な抵抗34に結
合され、スライド30が調整されて調光レベルが最小値
に達したとき接点35は遮断状態を形成するため開く。
制御調光器20もCENTURIONブランドの調光器
であり、第5図、第6図に図示され、第3図、第4図の
スライド制御゛子30に代わり〇−タリ制御子40が用
いられている。スライド装置、0−タリ装置、タッチ装
置または瞬時接触動作装置のいづれであっても全ての点
で、制御調光器20は本発明の目的のために同様に動作
する。
制御信号の発生には商業的に入手可能な制御調光器を使
用してよいことに留意すべきである。端子15および1
7に接続された負荷に供給される電力に対する特定の制
御を得るために大電力調光器10の入力端子11へ与え
るべき位相υ制御された波形を有する電圧を形成するた
めに、電気的な合成回路を用いてもよい。
既存の調光器の入力回路用に「外部」で発生された、入
力位相が制御された信号を使用することは新規である。
従来の電力調光器は、いづれかの半サイクルにおけゼロ
クロスに続いて調整可能な遅れを伴ってそれらの制御導
電素子をターンオンするため内部に可変位相遅れ点弧回
路を有する。
本発明ではこの位相υ制御信号は制御される大電力調光
器とは独立に(別個に)形成される。
第1図に破線で示される付加的な従属調光器10′は制
御調光器20から駆動される。この第2の大電力調光器
10=は大電力調光器10と同一であり、各負荷に制御
されたエネルギを供給する。
本発明では、後述するように第1図の線33上の外部で
形成され整形された位相制御された単一の信号で制御さ
れるから大電力調光器10および他の従属装置の構成を
かなり簡単にすることができる。大電力調光器10は安
全遮断スイッチ18を有する。このスイッチ18は線3
3上の位相制御信号が除去されたとき自動的に開き、実
際は大電力調光器10が低に調光されていて負荷から遮
断されていないときに負荷には給電されていないと信じ
て端子15と17の間に接続された負荷上で作業してい
る保守要員または他の人間の安全を確保する。これの詳
細は後述する。
第1図の大電力調光器10および制tIl調光器20は
第2図により詳細に示されている。第1図のそれと同一
の第2図の要素は同一符号で示されている。電力半導体
39は第2図では主電極に接続された電力リード12お
よび13ならびにゲート電極に接続されたリード111
を有するトライアックとして示されている。
第2図の大電力調光器10はRFフィルタ40および直
流電源41を有する。電源41は制御信号センサ19お
よびリレー制御回路42用の直流電源を有する。制御信
号センサ19はリレー制御回路42に結合され、この回
路42はリレー接点18を動作させるリレーコイルを付
勢および消勢するためのリレーコイル制御回路を有する
。リレー接点18は種々の変形が可能であるが、制御信
号センサ191からの出力信号があるときのみ生じる、
リレーコイルの付勢時、にのみ閉じる常時開放接点であ
ることが望ましい。
大電力調光器10はさらに制御調光器負荷36および入
力回路112を有する。制御調光器負荷36は制御調光
器20用の負荷を提供し、かつfil+御信号センサ1
9用の絶縁された入力を供給する。
入力端子11に供給された入力信号が所定値より低いと
き、これは制御信号センサ19に与えられる信号に反映
される。制御信号センサ19はこれを検出しリレー制御
回路42に信号を与えてリレーコイルを消勢しリレー接
点を開かせる。
第2図の入力回路20は発生された、位相制御された出
力信号を調整および修止するための種々の信号整形およ
び信号制御回路を有する。そして、第2図に示すように
、最大出力制御回路45、電圧補償回路46、フェード
ill I11回路47およびソフトスター]・回路4
8が全て制御調光器20内に含まれる。かなり小電力の
調光器であるから全ての整形および制御回路は第4図お
よび第6図の通常の背面ボックス31内に含まれ得る。
制御調光器20のための一例が第7図に示されている。
上記図面と同一の要素は同一の符号で示されている。線
32および33は主電源線であり、線33には′alI
iスイッチが接続されている。この回路はチョーク50
とコンデンサ51とを有する ′RFフィルタを含む。
制御調光器20の主導電素子はトライアック52である
。トライアック52は一対の主端子132および133
および制御端子を有する。制御回路はトライアック制御
端子に接続されダイアック53のような比較的低電圧で
導通する素子を有する。時間遅れ回路は、調整可能な抵
抗34、並列接続された固定抵抗56およびコンデンサ
55が通常のように設けられている。
電圧分圧器は抵抗56および高電圧ダイアック57から
なり時間遅れ回路に入力電圧を結合する。
抵抗54は所望の最小出力を達成するために選択されて
いる。
この回路は、調整可能な抵抗34およびコンデンサ55
が可変時定数回路を形成し、ダイアック53およびトラ
イアック52のゲートおよび主リード133を含む回路
両端間に電圧を提供する。
この電圧が−Hダイアツク53の導電電圧に上昇すると
ダイアック53は導通しトライアック52が点弧される
。各半サイクルにおけるトライアッり52の点弧が起き
る時間は位相遅れの量または回路の点弧角を設定する調
整可能な抵抗34を変化することにより制御される。
本発明では調整されるホット出力リード33は第10図
に示すように大電力調光器10の負荷抵抗60に接続さ
れており、この抵抗は制御調光器20により必要とされ
る最小電力より大きい電力を消費し得る寸法となってい
る。負荷抵抗60は第2図の制御調光器負荷36に相当
する。抵抗60両端間の位相制御された電圧は大電力位
相制御動作電力回路の入力に与えられる外部で別個に形
成された位相制御信号を現す。仮にum+調光器が一定
のゲート駆動を有するなら負荷抵抗60は約15000
オームの2W形抵抗がよい。これらの状況で制御調光器
が約35Wまたはそれ以上の最小負荷を必要とするとき
電子負荷が負荷抵抗60の代わりに使用されて後述する
ように電力消費を減じるようにしてもよい。
第8図は端子14と16の間に与えられる交流電圧の電
圧波形を示している。制御調光器20から所望の位相制
御出力信号を発生するために、第8図における電圧V1
のゼロクロスに続く所定の位相遅れ、ならびに第8図に
おける4つの半サイクル中の時点1,11  およびt
4で1〜う1   2ゝ  3 イアツク52を導通させるような値にポテンショメータ
34が設定される。この制御の結果、大電力調光器10
の抵抗60の両端間に生じる電圧は第9図に特徴的に示
される位相II III波形を有づる。
位相υ1111信号は波形のゼロクロスに続くある時点
で始まる急激な立ち上がりとそれに続くほぼ正弦波形に
ゼロに向かう波形を有する。
本発明では第7図に示すような回路は、第9図の位相制
御された入力信号のそれを近似する電圧波形でもう一つ
の負荷に出力電圧を与えるようになるため第1図および
第2図における大電力調光器10の制御入力端子に与え
られる電圧波形を形成するために用いられる。
第10図は上記図面の大電力調光器10用の回路の好ま
しい実施例を示している。第1図、第2図のそれらと同
一の要素は同一の符号で示されている。
第2図のRFフィルタ40は第10図ではインダクタ7
1およびコンデンサ72として示されている。インダク
タ71は50マイクロヘンリであり、コンデンサ72は
0.047マイクロフアラツドである。コイル71の第
1の端子はたとえばモトローラ社製のMAC2235形
トライアックであるトライアック39に直列接続される
1A、600V、単相、全波ブリッジ整流器141がコ
ンデンサ74 (1,1マイクロフアラツド)と抵抗(
180オーム)との直列回路を介して中性点16および
インダクタ71の第1の端子に接続される。電源ブリッ
ジ141の直流出力両端器にツェナーダイオード74a
が接続され、これは24Vツエナーダイオードでありク
ランプとして動作する。抵抗73、コンデンサ74、ブ
リッジ141およびツェナーダイオード74aはRC電
圧降下回路網およびシャント安定器として働く。
接点18および後述する入力信号検知回路と組み合わさ
れるリレーコイルを駆動する電源出力電圧はコンデンサ
75 (22マイクロフアラツド)によって比較的変動
の無い直流に平滑される。
ダイオード76およびコンデンサ77 (22マイクロ
フアラツド)はコンデンサ75とともにフィルタとして
機能する。接点18(常時開放接点)に結合されたリレ
ーコイル78はインターナショナル整流器IRF113
形である電力MO8FET79と直列接続される。コイ
ル78と並列に保護ダイオード80が接続される。電力
MO8F ET79がターンオンするとリレーコイル7
8を電流が流れ、常時開放接点18が開く。
オプトカプラ61は二つの発光ダイオード62および6
3ならびにフォトトランジスタ64からなる。オプトカ
プラ61はゼネラルエレクトリック量により製造される
H11AA1形のものでよい。
オプトカプラ61内の発光ダイオード62および63は
抵抗60の一方の端子と中性端子16との間に接続され
ている。抵抗60の他の端子は入力端子11に接続され
ている。
電力MO8FT79のゲートとソースとの間の電圧を制
御するための制御回路は、オプトカブラ61におけるト
ランジスタ61のコレクタ エミッタ回路に直列接続さ
れたコンデンサ85(0゜1マイクロフアラツド)を有
する。抵抗86(100K)および87 (220K)
は、MO8FET’ 79のゲートを保護し調光信号出
力が存在しなくなったとき、またはトランジスタ64を
充分に導通させるように発光ダイオード62および63
から充分な出力を形成できないときコンデンサ85を放
電する電圧分圧器を構成する。
動作中、入力端子11に(位相制御された信号として)
周期的む信号が現れているかぎりトランジスタ64は周
期的にターンオンして前述の電源からコンデンサ85の
充電するようにする。コンデンサ85はトランジスタ6
4の導通周期の間に放電するが、充分な信号が有る限り
接点18は・閉じておりコンデンサ85は適当なゲート
電圧を生じてMO8FET79を導通状態に保つ、MO
8FET79が導通している限り、リレーコイル78は
付勢され接点18は閉じた状態に置かれる。
制御調光器20における調整可能な抵抗34による非常
に低い調光器設定によって、あるいは制御調光器20に
おける開放スイッチ35によって端子11に与えられる
信号がある値よりも低くなったとき、発光ダイオード6
2および63はフォトトランジスタ64を導通させるに
充分な光を最早発光しない。
次いでコンデンサ85は抵抗87および86を介して放
電しMO8FET79はゲートオフされ、リレーコイル
78を消勢し接点18を開いて大電力調光器10から負
荷の空隙遮断を行う。
第10図のトライアック39は調整部材を含まない入力
回路が設けられている。もっともその通常の動作または
使用中、普通は回路を調整するのに用いられない調整要
素が有ってもよい。しかし、調光器20からの別個に形
成された位相制御信号に代わって用いられる完全調整機
能が備えられてもよい。そして、好ましい実施例では調
光!l1111Iが入力端子11に与えられる信号の波
形から得られるから入力回路112は調整可能な調光入
力回路でなくてもよい。
入力回路112は抵抗90(270オーム)と正温度係
数抵抗91とからなる。正温度係数抵抗91は(日本電
気社製V−413形)ダイアック92と直列接続され誤
配線保護に寄与する。ダイC1アック92はゲートリー
ドに接続されている。コンデンサ93 (0,22マイ
クロフアラツド)が図示のように接続されている。ダイ
アック92およびコンデンサ93はトライアック39の
誤点弧を防止する。トライアック39への入力回路には
信号の条件付けまたは調整回路は設けられていない。こ
れらの機能は第10図の入力端子11に与えられる信号
の条件付けによって行えるからである。
第10図に開示された装置は単一のマスク調光器(前の
図の制御調光器)がその定格負荷以上のものを駆動し得
るようにする。すなわち、調光器20は600W定格で
あり、一方駆動される調光器は3600W定格である。
第10図の大電力調光器はマスクまたは制ma光器の調
光されたホット出力をその入力として使用し、第1図に
示すようにマスク調光器または制御ra光器と同相の付
加的負荷に送られ得る位相制御電圧波形を形成する。
これは次いで単一のマスクまたは制tlI1m光器が全
ての負荷が同相上に有る限り無制限な量の負荷をill
 IIIすることを可能にする。この動作は位相υJa
ll増幅器により行える。そして大電力装置は全ての電
圧またはソフトスタート補償を含む、マスクまたは&l
j御調光調光器相制御信号を正確に複製する。
さらに大電力装置は入力信号が無いときに開き位相制御
入力信号が装置に与えられたときに自動的に閉じる空隙
スイッチを備える。
本発明の新規な電力ブースタは、当該技術分野で周知の
ように大電力調光器10の電力を適当に調整することに
よって電源電圧または低電圧の負荷ならびに標準的な蛍
光調光装置負荷にも適用できる。同様に本発明はいづれ
の一般的な電圧制御方法にも適用できる。
本発明の他の実施例が第11図に示されている。
インターフェース回路200はそのυIt[l入力とし
て制御調光器20からの線33に存在する位相制御信号
を有する。インターフェース回路200からの出力はス
イッチングされたホット出力214および制御出力21
6である。これらはルートロンエレクトロニクス量によ
り販売されたl−1ilum1−1iluシリーズおよ
び1984年8月17日出願の米国特願第642.07
2号に記載されたもののような高周波電子調光装置21
2を制御するのに使用できる。
υ制御調光器20は上述のように動作し「ホット」交流
端子14に生じる電圧から位相υ1された出力を線33
上に形成する。
インターフェース回路200は「ホット」交流端子14
および「中性」直流端子16に接続され、これら二つの
端子間の電圧がインターフェース回路用の電源を供給す
る。制tIIW4光器20の出力線33はインターフェ
ース回路200内の電子負荷202に接続される。電子
負荷202は制御調光器20に適当に負荷し、更に制御
調光器20からの位相制御出力中の位相情報を検出し且
つこの位相情報を交流電源電圧から絶縁する手段を提供
する。そこで位相制御情報はインターフェース回路20
0の他の回路でも利用できる。これらの機能は非常に小
さい電力消費で達成できる。
電子負荷202からの絶縁された位相制御情報は、変化
する位相角を変化する直流電圧に変換する「位相情報−
直流レベル変換回路」204に供給する。この直流電圧
はインバータおよびバラフッ回路208ならびにリレー
制御回路206への入力である。
インバータおよびバッファ回路208は後述するように
回路204により生じた直流電圧を条件付けする。リレ
ー制御回路206はその入力の直流電圧の存否を検出し
リレーを閉じたり開いたりする。リレーの一端子は「ホ
ット」交流端子14に接続され、他の端子は調光装置2
12に交流電圧を供給するスイッチングされたホラリー
ド214に接続される。
インバータおよびバッファ回路208からの条件付けさ
れた出力は直流パルス幅変調信号回路210への入力で
ある。回路210は条件付けされた直流信号入力から高
周波蛍光調光装置負荷212により要求されるパルス幅
変調信号を形成する。
モしていづれかの調光器からの位相制御された出力が高
周波電子調光装置の光出力をi制御するために用いられ
る。この特徴は使用される位相tIlIIDされた出力
が多領域壁面ボックス調光装置の一領域からのものであ
るときに特に有用である。
インターフェース回路200内の回路を適当に変更する
ことによりその出力は可変電圧、可変周波数または制御
される電力制御モジュールにより必要とされる他の信号
であってもよい。
第12図は第11図に示すインターフェース回路200
の詳細回路図である。lIl1wJ調光器20からの調
光されたホット線33はブリッジ整流器300の他の端
子は中性端子16に接続されている。
金R酸化膜バリスタ301は線33に生じるであろうサ
ージ電圧あるいはノイズスパイクに対する保護を行う。
制御調光器20におけるトライアックがゲートオンされ
る前にブリッジ整流器300から流れる整流漏洩電流は
抵抗304およびツェナーダイオード351を介して流
れる。制御調光器20におけるトライアックがゲートオ
ンされるとき線33に電源電圧が生じる。
FET308がゲートオンされ制御調光器20からの負
荷電流がブリッジ整流器309、FET308およびダ
イオード307を介して流れる。
抵抗309の両端間には充分な電圧が生じ抵抗310を
介してコンデンサ311が充電される。コンデンサ31
1が−Hシリコン双方向スイッチ(888)312の導
通電圧まで充電されると、888312は導通し始め、
電流パルスが抵抗313を介してオプトカブラのLED
306Aに、また正温度係数(PTC)抵抗303Bを
介してもう一つのオプトカプラのLED314Aに流れ
る。
LED306Aを介して流れる電流のパルスは光トリガ
される5CR306Bをトリガする。これにより負荷電
流は抵抗304、光トリガ5CR306Bおよびもう一
つのオプトカブラのLED302Aを介して流れる。F
ET308はゲートオフされる。抵抗304 (18に
オーム)は抵抗309 (100オーム)より大きい値
を有するから流れる負荷電流の値は小さくなる。オプト
トライアック302BはLED302Aを流れる電流に
よってゲートオンされる。これは調光されたホット線3
3をPTC抵抗303Aを介してホット端子14に接続
し制御調光器20におけるトライアックをターンオフに
する。抵抗305はオプトSCRの306B用のゲート
抵抗である。
PTC抵抗303Aおよび303Bは相互に熱結合され
ており、インターフェース回路200用の誤配線保護を
行う。上述の回路は電子負荷202を有する。
制御回路の他の部分のための電源は変圧器315、ブリ
ッジ整流器350、ダイオード319、抵抗320、コ
ンデンサ326および電圧安定器327により通常の方
法で設けられる。
光トリガ5CR314Bは上述のようにLED314A
を介してパルス電流が流れるときLED314Aからの
光のパルスに応じてゲートオンされる。次いで抵抗31
8を介して電流が流れる。
抵抗316は光トリガ5CR314B用のゲート抵抗で
ある。抵抗318両端間の電圧は線33上の電圧と同じ
位相遅れの整流され位相制御された正弦波である。
抵抗318両端間の電圧は抵抗317.312および3
24ならびにコンデンサ322および323からなる2
極低域フイルタ入力である。このフィルタの出力は抵抗
318の両端間の電圧の位相遅れに関する平滑直流電圧
である。
抵抗328.329.330および337、可変抵抗3
35およびツェナーダイオード336もならびに演算増
幅器334は利得の変化点を持った利得段を形成し、高
入力電圧で利得は減る。前段からの平滑された直流電圧
はダイオード325を介して利得段に与えられる。
ダイオード332および可変抵抗331を有する演算増
幅器333は最小出力を提供する。上述のようにこれは
制御I調光器20に組み込まれる。
抵抗339.340および342ならびに演算増幅器3
41は極性反転段を形成し、制御回路の次の段により要
求に応じて大きい直流電圧が低い光レベルをもたらしこ
の逆も成立する。演算増幅器341からの出力はB電圧
出力を有する直流−パルス幅変調波形変換器に与えられ
る。この変換器はルートロンエレクトロニクス量により
販売されるNTF−40形壁面ボックス制御器に使用さ
れるものと同一の回路を利用し、HiLUmeOspc
uシリーズ高周波蛍光調光装置を制御するのに適したt
S電圧パルス幅変調出力を右する。
抵抗343.344および346、可変抵抗345、演
算増幅器352ならびにトランジスタ347による直流
検出器およびリレーt、II御ロ路が設番ノられている
。抵抗318両端間の電圧は演算増幅幅器352の正入
力に与えられる。この電圧が可変抵抗345によって設
定つれた値であると演算増幅器352の出力はハイとな
りトランジスタ347をオンにする。これはリレー34
8のリレーコイルに電流を流し、リレーの接点を閉じて
スイッチングされるホット端子314をホット端子14
に接続する。ダイオード349はリレー348のコイル
用の逆電圧保護を行う。検出された直流電圧がプリセッ
ト値より低くなるとリレー348は開き制御される調光
装置を確実にオフする。
インターフェース回路200はパルス幅変調高電圧出力
を形成する回路と関連させて説明してきた。しかし、こ
の出力は可変電圧、可変周波数または他の制御される電
力モジュールにより必要とされる出力であってもよい。
本発明は複数の実施例につき説明したけれども当業者に
とっては多数の変形例、修正例が目明であろう。そこで
本発明は上記特定の開示内容に限定せず、特許請求の範
囲によってのみ確定さるへきである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明により結合された大電力調光器とt11
11111調光器とのブロック線図、第2図はより詳細
に機能ブロックを示した第1図と同様のブロック線図、
第3図は第1図および第2図における制御調光器として
用いられた調光器の前両立面図、第4図は第3図の側面
図、第5図は第1図および第2図の制御調光器として用
いられ得る調光器の前両立面図、第6図は第5図の側面
図、第7図は第3図ないし第6図のいづれかの調光器の
回路図、第8図は第3−7図の調光器用の入力電圧波形
を示す波形図、第9図は第3−7図の調光器により形成
された位相i11制御された出力波形を示す図、第10
図は位相制御された波形を有する外部で形成された入力
信号で動作する本発明の実施例の詳細回路図、第11図
は本発明の他の実施例により結合されたインターフェー
ス回路と制御l調光器とを示すブロック線図、第12図
は第11図のブロック線図における特徴を用いた回路の
詳細回路線図である。 10・・・大電力調光器、11・・・t、lj御端子、
14・・・ホット交流端子、15・・・負荷端子、16
・・・交流中性端子、17・・・中性負荷端子、18・
・・リレー接点、20・・・I制御調光器、30・・・
スライド制御子、31・・・背面ボックス、32.33
・・・交流リード、34・・・リニアポテンショメータ
、35・・・遮断接点、40Aロータリ制御子、200
・・・インターフェース回路、300.350・・・ブ
リッジ整流器、348・・・リレー。 二=コ2131万5itJワフi5二F?E;6Fニフ
コ−cs−、,5’。

Claims (41)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)交流電源、負荷および制御電極と直列接続された
    第1および第2の主電極を有する制御可能な導電素子と
    、 前記制御電極と前記第1および第2の主電極の二つの間
    に接続された入力回路と、 前記入力回路から分離しており前記入力回路に接続され
    た制御信号源とをそなえ、 前記制御信号源は各半サイクルが各周期の遅れ時間の始
    めで鋭く立ち上がり次いでその各周期の終わりまで正弦
    波が続く波形の周期的な位相制御電圧波形を発生し、前
    記制御可能な導電素子は前記負荷両端間に前記制御信号
    源から引き出された位相遅れを伴う出力電圧波形を形成
    するよう導通するようにした位相制御回路。
  2. (2)請求項1記載の回路において、 前記入力回路はブレークオーバ素子を有する回路。
  3. (3)請求項1記載の回路において、 前記制御信号源は、 二つめの第1および第2の主電極を有する第2の制御可
    能な導電素子と、 第2の制御電極と、 前記第2制御電極と前記二つめの第1および第2の主電
    極との間に接続された制御回路とをそなえ、 前記二つめの制御可能な導電素子は前記入力回路と直列
    接続されてなる回路。
  4. (4)請求項1記載の回路において、 前記制御信号源は前記交流電圧源から取り出される回路
  5. (5)請求項1記載の回路において、 前記制御信号源は前記制御可能な導電素子から物理的に
    離れている回路。
  6. (6)請求項1記載の回路において、 前記制御可能な導電素子はトライアックである回路。
  7. (7)請求項3記載の回路において、 前記負荷の両端間の電圧波形に各半サイクル毎に可変の
    位相遅れを形成するため前記制御回路に接続された手動
    操作可能な制御手段を更にそなえた回路。
  8. (8)請求項7記載の回路において、 前記入力回路は固定抵抗/コンデンサ回路を有する回路
  9. (9)請求項1記載の回路において、 前記制御信号源に接続され所定の手法で形成された電圧
    波形を修正する信号修正回路を更にそなえ、前記負荷の
    両端間の出力電圧波形は等しい修正を含むようにした回
    路。
  10. (10)請求項3記載の回路において、 前記制御信号源に接続され所定の手法で形成された電圧
    波形を修正する信号修正回路を更にそなえ、前記負荷の
    両端間の出力電圧波形は等しい修正を含むようにした回
    路。
  11. (11)請求項7記載の回路において、 前記制御信号源に接続され所定の手法で形成された電圧
    波形を修正する信号修正回路を更にそなえ、前記負荷の
    両端間の出力電圧波形は等しい修正を含むようにした回
    路。
  12. (12)請求項8記載の回路において、 前記制御信号源に接続され所定の手法で形成された電圧
    波形を修正する信号修正回路を更にそなえ、前記負荷の
    両端間の出力電圧波形は等しい修正を含むようにした回
    路。
  13. (13)請求項3記載の回路において、 前記第2の制御可能導電素子に直列接続された固定抵抗
    負荷を有する回路。
  14. (14)請求項7記載の回路において、 前記第2の制御可能導電素子に直列接続された固定抵抗
    負荷を有する回路。
  15. (15)請求項8記載の回路において、 前記第2の制御可能導電素子に直列接続された固定抵抗
    負荷を有する回路。
  16. (16)請求項13記載の回路において、 前記固定抵抗負荷は2ワット抵抗である回路。
  17. (17)請求項15記載の組み合わせにおいて、前記固
    定抵抗負荷は2ワット抵抗である組み合わせ。
  18. (18)大電力位相制御調光器と小電力位相制御調光器
    との組み合わせにおいて、 前記大電力位相制御調光器は第1および第2の主電極な
    らびに与えられる入力信号に応じて前記大電力調光器の
    出力を制御する制御電極を有し、前記小電力調光器は第
    1および第2の主電極および制御電極ならびに前記小電
    力調光器に接続されて前記小電力調光器の出力電圧を制
    御して位相制御された出力電圧波形を形成する可変位相
    制御回路を有し、 前記小電力調光器の前記第1および第2の主電極の一方
    は前記大電力調光器の前記制御電極に接続されて前記大
    電力調光器の出力電圧は前記大電力調光器の前記制御電
    極に前記入力信号を与える前記小電力調光器の出力電圧
    波形の位相に相当する位相制御された出力電圧波形を有
    するようにした組み合わせ。
  19. (19)請求項18記載の組み合わせにおいて、前記小
    電力調光器は前記大電力調光器の固定抵抗負荷および交
    流電圧源と直列に接続された組み合わせ。
  20. (20)請求項19記載の組み合わせにおいて、前記大
    電力調光器は照明負荷および前記交流電源に直列接続さ
    れた組み合わせ。
  21. (21)一対の主電極および制御電極を有し制御可能な
    導電素子と、 負荷に与えられる電源からの出力電圧を変えるため前記
    制御電極に外部から可変制御信号を前記制御電極に与え
    るための入力回路と、 リレーコイルとリレー接点とを有し、このリレー接点は
    前記一対の主電極直列接続されたリレーと、 入力電極を有し、この入力電極への前記外部からの可変
    制御信号の印加に応じて作動するリレー制御回路とを備
    え、 前記リレー制御回路は前記リレーコイルに接続されて前
    記リレー接点を開閉し前記外部からの可変制御信号が所
    定値より小さくなると前記リレー接点を開くようにする
    電気負荷を制御する調光器。
  22. (22)請求項21記載の調光器において、前記調光器
    は入力端子および出力端子を有し、この出力端子には交
    流電源および電気負荷が接続され、前記入力端子、第1
    および第2の主電極、リレー接点および出力端子が直列
    接続された調光器。
  23. (23)請求項21記載の調光器において、前記リレー
    コイルおよび前記リレー制御回路に電力を供給する直流
    電源回路を更に有する調光器。
  24. (24)請求項22記載の調光器において、前記リレー
    コイルおよび前記リレー制御回路に電力を供給する直流
    電源回路を更に有する調光器。
  25. (25)請求項24記載の調光器において、前記直流電
    源回路は前記交流電源に接続されて給電される調光器。
  26. (26)請求項21記載の調光器において、前記外部か
    らの可変制御信号は補助位相制御調光器により形成され
    る調光器。
  27. (27)請求項22記載の調光器において、前記外部か
    らの可変制御信号は補助位相制御調光器により形成され
    る調光器。
  28. (28)請求項25記載の調光器において、前記外部か
    らの可変制御信号は補助位相制御調光器により形成され
    る調光器。
  29. (29)第1の調光器と、第2の位相制御された調光器
    と、インターフェース回路との組み合わせにおいて、 前記第1の調光器は第1および第2の主電極ならびに制
    御電極を有し、前記制御端子に与えられた制御入力信号
    に応じて前記第1調光器の出力を制御し、 前記第2調光器は第1および第2の主電極ならびに制御
    電極を有し、前記第2調光器の第1および第2の主端子
    の出力電圧を制御するために前記第2調光器の制御電極
    に接続されて位相制御波形を形成し、 前記インターフェース回路は入力端子、出力端子および
    前記入力端子に与えられた位相制御入力信号を前記第1
    の調光器を制御する制御信号に変換し、前記出力端子に
    出力する信号回路とを有し、前記第2の調光器の前記第
    1および第2の主電極は前記インターフェース回路の前
    記入力端子に接続され、 前記インターフェース回路の出力端子は前記第1調光器
    の制御端子に接続され、 前記第1調光器の前記第1および第2の主電極の出力電
    圧波形は前記第2調光器の前記第1および第2の主電極
    の前記出力電圧に位相遅れ信号に含まれる制御情報に関
    する出力を有する組み合わせ。
  30. (30)請求項29記載の組み合わせにおいて、前記第
    1調光器はパルス幅変調波形信号であり、前記インター
    フェース回路は前記第2調光器の前記位相制御された波
    形は前記第1の調光器用の関連パルス幅変調入力に変換
    される組み合わせ。
  31. (31)請求項29記載の組み合わせにおいて、前記第
    1の調光器は高周波蛍光調光負荷である組み合わせ。
  32. (32)請求項29記載の組み合わせにおいて、前記第
    1の調光器は水銀蒸気ランプの調光に用いられる組み合
    せ。
  33. (33)請求項29記載の組み合わせにおいて、前記第
    1の調光器は可変電圧を有する信号によって制御され、
    前記インターフェース回路は前記第2の調光器に前記位
    相制御波形を前記第1の調光器を制御するための信号に
    変換するようにした組み合わせ。
  34. (34)請求項29記載の組み合わせにおいて、前記第
    1の調光器は可変周波数を有する信号によって制御され
    、前記インターフェース回路は前記第2の調光器の前記
    位相制御波形を前記第1の調光器用の関連信号周波数に
    変換するようにした組み合わせ。
  35. (35)請求項29記載の組み合わせにおいて、前記第
    1の調光器に接続され前記第1の調光器の前記第1およ
    び第2の主端子間の電流導通を効果的に阻止する遮断回
    路と、 前記遮断回路を動作させる動作回路とを更に備え、 前記動作回路は前記調光器に接続され前記第2の調光器
    の所定の出力状態に応じて動作可能になる組み合わせ。
  36. (36)請求項29記載の組み合わせにおいて、前記第
    2の調光器の前記位相遅れ信号に結合された前記インタ
    ーフェース回路における電子回路を有する組み合わせ。
  37. (37)請求項36記載の組み合わせにおいて、前記電
    子回路は、前記第2の調光器を有し、かつ前記位相制御
    波形の位相遅れを検出する位相遅れ検出回路手段を含み
    、 前記インターフェース回路は、前記位相制御波形におけ
    る位相遅れの量に関連する直流電圧信号を生じる前記位
    相遅れ検出回路手段に接続された直流レベル発生回路と
    、前記直流出力信号に関連する信号を前記第1の調光器
    の入力端子に結合する回路手段とを有する組み合わせ。
  38. (38)請求項37記載の組み合わせにおいて、前記直
    流出力信号を前記第1の調光器を制御するのに必要な入
    力特性を有する信号に変換する信号処理手段を更に有す
    る組み合わせ。
  39. (39)請求項37記載の組み合わせにおいて、前記第
    1の調光器に接続され前記第1の調光器の前記第1およ
    び第2の主電極間の電流導通を効果的に阻止するように
    動作する遮断手段と、前記遮断手段を動作させる動作手
    段とを備え、前記動作手段は前記インターフェース回路
    に接続され、前記インターフェース回路の所定の出力状
    態に応じて動作可能になる組み合わせ。
  40. (40)請求項38記載の組み合わせにおいて、前記第
    1の調光器に接続され、前記第1の調光器の前記第1お
    よび第2の主電極間の電流導通を効果的に阻止する遮断
    手段と、 前記遮断手段を動作させる動作手段とを備え、前記動作
    手段は前記インターフェース回路に接続され、前記イン
    ターフェース回路の所定の出力状態に応じて動作可能に
    なる組み合わせ。
  41. (41)請求項39記載の組み合わせにおいて、前記遮
    断手段用の前記動作手段は前記位相遅れ検出手段の前記
    直流出力信号に結合されている組み合わせ。
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