KR100387993B1 - 교류전력 제어방법 및 장치 - Google Patents

교류전력 제어방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100387993B1
KR100387993B1 KR10-2000-0073173A KR20000073173A KR100387993B1 KR 100387993 B1 KR100387993 B1 KR 100387993B1 KR 20000073173 A KR20000073173 A KR 20000073173A KR 100387993 B1 KR100387993 B1 KR 100387993B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
pattern
load
switching
control
Prior art date
Application number
KR10-2000-0073173A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010077935A (ko
Inventor
사이다이타루
Original Assignee
마츠시다 덴코 가부시키가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 마츠시다 덴코 가부시키가이샤 filed Critical 마츠시다 덴코 가부시키가이샤
Publication of KR20010077935A publication Critical patent/KR20010077935A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100387993B1 publication Critical patent/KR100387993B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion 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
    • H02M5/04—Conversion 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
    • H02M5/22—Conversion 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 using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/25—Conversion 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 using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/257—Conversion 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 using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M5/2573—Conversion 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 using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with control circuit
    • H02M5/2576—Conversion 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 using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with control circuit with digital control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/16—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using ac to ac converters without intermediate conversion to dc
    • H02P27/18—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using ac to ac converters without intermediate conversion to dc varying the frequency by omitting half waves
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion 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
    • H02M5/04—Conversion 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
    • H02M5/22—Conversion 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 using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/275—Conversion 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 using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/293—Conversion 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 using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M5/2932—Conversion 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 using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage, current or power
    • H02M5/2937—Conversion 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 using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage, current or power using whole cycle control, i.e. switching an integer number of whole or half cycles of the AC input voltage

Abstract

고주파전류나 플리커의 발생을 가급적으로 억제한다.
부하(4)는 스위칭회로(2)를 통하여 교류전원(1)에 접속되고, 스위칭회로(2)는 제어회로(3)로부터의 제어신호에 의해 스위칭동작을 행한다. 스위칭회로(2)는 전원라인(L)에 개설(介設)된 트라이액(TRIAC)(2a)과 트라이액(TRIAC)(2a)의 게이트에 접속된 포토트라이액부(5)로 구성되고, 포토트라이액부(5)는 발광다이오드(51)와 포토트라이액(52)으로 구성된다. 제어회로(3)로부터 제어신호가 출력되어 발광다이오드(51)가 온한 직후의 교류파형이 제로크로스에 도달한 시점에서 포토트라이액(52)이 온하고, 이 온에 의해 포토트라이액(2a)이 온하는 것으로, 부하에 제로크로스 타이밍에서 교류전력이 공급개시되고, 제어신호가 정지되면, 그 직후의 제로크로스점에서 전력공급이 정지된다. 따라서, 항상 제로크로스점에서 전력공급의 스위칭이 행해진다.

Description

교류전력 제어방법 및 장치{Method and device of AC power control}
본 발명은, 교류전원으로부터 부하에 공급되는 교류전력의 제어를 행하는 교류전력 제어방법 및 교류전력 공급장치에 관한 것이다.
종래, 교류전원으로부터 교류전력을 공급하여 부하를 구동하는 경우에서의 전력제어로서는, 교류파형의 각 주기내에서 스위칭을 행하는 위상제어나, 주기에 관계없이, 적절한 온/오프를 하는 제어가 채용되고 있었다.
도 19(a), (b)는 이러한 종래의 제어방법을 설명하기 위한 도면으로, 위상제어는 도 (a)에 나타내는 바와 같이, 교류전력 파형의 반파장분의 적절한 위상각위치에서 제어하는 것으로 해칭으로 나타내는 기간만큼 교류전력을 부하에 공급하도록 한 것이며, 상기 위상각을 제어측에서 콘트롤하는 것으로 교류전력의 공급량을 제어하는 것이다. 온/오프제어는 도 (b)에 나타내는 바와 같이, 주기적인 교류전력파형에 대하여 적절한 주기만큼 제어신호를 출력하여, 그 사이 해칭으로 나타내는 바와 같이 교류전력을 부하에 공급할 수 있도록 한 것이다.
그러나, 상술한 종래 방법에 있어서 도 (a)의 위상제어방식에서는 항상, 또한 도 (b)의 온, 오프제어방식에서는 그들의 타이밍에 따라서는 전류를 강제적으로 차단하는 것으로 되어 고주파 전류 및 플리커의 발생레벨이 높게 되고, 국제전기표준기관이 규정하는 IEC6100-3-2, IEC6100-3-3에서 정하는 규격을 만족할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기에 감안하여 이루어진 것으로서, 공급하는 교류전력의 제어를 행하면서도, 고주파 전류나 플리커의 발생을 가급적으로 억제할 수 있는 교류전력 제어방법, 및 그 제어방법을 채용한 교류전력 공급장치를 공급하는 것을 목적으로 하는 것이다.
도 1은 본 발명에 관한 교류전력 공급장치의 블럭도,
도 2는 도 1의 회로 구성도,
도 3은 교류전력제어의 기본동작을 설명하기 위한 타이밍도, (a)는 제어회로의 출력단자로부터 출력되는 제어신호도, (b)는 포토트라이액의 동작상태를 온오프로 나타내는 도면, (c)는 부하로 공급되는 전력파형도,
도 4는 본 발명에 관한 교류전력 제어방법의 제2 실시형태를 나타내는 파형도,
도 5는 본 발명에 관한 교류전력 제어방법의 제3 실시형태를 나타내는 파형도,
도 6은 본 발명에 관한 교류전력 제어방법의 제4 실시형태를 나타내는 파형도,
도 7은 본 발명에 관한 교류전력 제어방법의 제5 실시형태를 나타내는 파형도,
도 8은 본 발명에 관한 교류전력 제어방법의 제5 실시형태를 나타내는 파형도,
도 9는 본 발명에 관한 교류전력 제어방법의 제6 실시형태를 나타내는 파형도,
도 10은 본 발명에 관한 교류전력 제어방법의 제7 실시형태를 나타내는 각 파형도,
도 11은 본 발명에 관한 교류전력 제어방법의 제7 실시형태를 나타내는 각 파형도,
도 12는 본 발명에 관한 교류전력 제어방법의 제7 실시형태를 나타내는 각 파형도,
도 13은 본 발명에 관한 교류전력 공급장치의 제8 실시형태를 설명하는 블럭도,
도 14는 도 13의 동작설명을 위한 타이밍도,
도 15는 본 발명에 관한 교류전력 공급장치의 제9 실시형태를 설명하는 블럭도,
도 16은 도 15의 동작설명을 위한 타이밍도,
도 17은 본 발명에 관한 교류전력 공급장치의 일실시예를 설명하는 블럭도,
도 18은 도 17의 블럭도가 적용되는 헤어드라이어의 개략 구조도,
도 19는 종래의 제어방법을 설명하기 위한 도면으로, (a)는 위상제어, (b)는 온/오프제어를 나타내는 파형도이다.
(부호의 설명)
1 . . . 교류전원
2 . . . 스위칭회로
2a . . . 트라이액
3 . . . 제어회로(전력패턴 생성회로)
4 . . . 부하
41 . . . 히터
5 . . . 포토트라이액부(제로크로스 검출수단)
51 . . . 발광다이오드
52 . . . 포토트라이액
6 . . . 검지블럭
61 . . . 서미스터
7, 71 . . . 제어블럭(전환제어회로)
8 . . . 설정장치
청구항 1 기재의 발명은, 교류전력 파형의 제로크로스점에서 스위칭제어를 행하여, 교류전원으로부터 부하에 공급되는 교류전력의 제어를 행하는 교류전력제어방법에 있어서, 상기 교류전력 파형을 임의의 일정 주기로 분할하여 이 분할된 1주기를 기본단위로 하여, 상기 분할된 1주기 내에서 제로크로스점에서의 스위칭 온/오프에 의해 전력공급부와 전력비공급부를 생성하고, 상기 생성된 전력공급부와 전력비공급부를 조합함으로써 이루어지는 전력패턴을 적어도 2가지 생성하는 단계; 및 상기 적어도 2가지의 전력패턴의 전환을 반복하는 것에 의하여, 상기 부하에 공급되는 교류전력을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.이 구성에 의하면, 부하에의 전력공급이 항상 교류전력 파형의 제로크로스시점에서 전환되므로, 스위칭노이즈가 저감되고, 또한 스위칭에 의한 전류파형의 산란도 발생하지 않으므로 고주파 전류도 저감된다.또, 분할된 1주기의 기본단위 중에서 여러가지의 전력패턴을 준비해두고, 이것을 적절 전환하는 것으로 부하에 대하여 이산적인 전력의 공급제어가 가능하게 된다.또, 1개의 전력패턴의 전환에 의한 전력변화에 비하여 더욱 세밀한 전력 공급제어가 가능하게 된다.
청구항 3 기재의 발명은, 청구항 1에 있어서, 상기 기본단위는 상기 교류전원의 교류파형의 (n+1/2)주기분인 것을 특징으로 하는 것이고, 이 경우, 청구항 4 기재의 발명과 같이, n=1으로 해도 좋다. 이 구성에 의하면 교류파형을 기수로 분할하는 것으로 공급되는 교류전력파형의 상하의 면적이 동등하게 되므로, 고주파 전류가 저감된다. 또한, 전력변화가 적기 때문에 플리커를 저감하는 것이 가능하게 된다.
청구항 6 기재의 발명은, 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 2가지의 전력패턴의 생성 및 전환은, 서로 이웃하는 전력패턴과의 사이에서, 전력의 크기의 차가 실질적으로 동일하도록 행하여지는 것을 특징으로 하는 것이다. 이 구성에 의하면, 서로 이웃하는 전력 패턴과의 전력변화가 적게 되므로, 그만큼 플리커가 저감된다.
청구항 7 기재의 발명은, 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 2가지의 전력패턴을 설정하는 단계는 상기 부하의 상태를 설정할 수 있도록 상기 전력패턴을 소정의 종류만큼 설정하는 단계를 더 포함하고,상기 복수의 전력패턴의 전환을 반복하는 단계는 상기 부하의 상태를 검지하는 단계를 더 포함하며, 상기 검지된 부하의 상태에 응하여 상기 복수의 전력패턴의 전환을 반복하는 것에 의하여, 부하에 공급되는 교류전력의 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 것이다. 이 구성에 의하면, 전환비가 적절하게 설정되어 있으므로 임의의 공급전력을 얻는 것이 가능하게 된다.
청구항 8 기재의 발명은, 교류전력 파형의 제로크로스점에서 스위칭제어를 행하여, 교류전원으로부터 부하에 공급되는 교류전력의 제어를 행하는 교류전력 공급장치에 있어서, 상기 교류전력 파형의 제로크로스점에서 스위칭제어를 행하는 스위칭회로와; 임의의 일정 주기로 교류전력 파형을 분할하고, 이 분할된 1주기를 기본단위로 하여 제로크로스점마다의 스위칭에서 얻어지는 전력공급부와 비공급부로 조합되는 전력패턴으로서, 적어도 2가지의 전력패턴을 조합하여 구성된 전력패턴을 출력하는 전력패턴 생성회로와; 상기 부하의 상태를 검지하는 검지부와; 상기 검지부로부터의 검지출력을 받아, 상기 부하의 상태가 설정치로 되도록 상기 전력패턴의 조합을 전환하는 전환제어회로를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.이 구성에 의하면, 부하의 상태(출력)를 검지하고, 설정치가 되도록 전력패턴의 전환을 세밀하게 할 수 있게 된다.
청구항 9 기재의 발명은, 청구항 8에 있어서 상기 설정치를 변경하는 설정부를 가지는 것을 특징으로 하는 것이며, 이것에 의해 부하상태를 소망하는 상태로 조절설정하는 것이 가능하게 된다.
청구항 10 기재의 발명은, 청구항 8에 있어서 상기 부하가 헤어드라이어의 히터이며, 상기 검지부가 온도센서인 것을 특징으로 하는 것이고, 이것에 의해 헤어드라이어와 같은 소형의 기기에 용이하게 응용하는 것이 가능하게 된다.
(발명의 실시형태)
도 1은, 본 발명에 관한 교류전력 공급장치의 블럭도, 도 2는 그 회로구성도이다.
도 1에 있어서, 1은 예컨대 소정주파수를 가지는 상용의 교류전원이며, 2는 교류전원으로부터의 교류전력을 스위칭하는 스위칭회로, 3은 스위칭회로(2)에 대하여 교류파형의 제로크로스 타이밍에서 스위칭동작을 행하게 하는 제어신호를 출력하는 제어회로로서, 스위칭제어된 전력이 부하(4)로 공급되도록 되어 있다. 부하(4)는 교류전력의 공급을 받아서, 공급량에 따라서 소정의 작용을 하는, 예컨대 히터등이다.
도 2에 있어서, 스위칭회로(2)는 교류전원(1)과 부하(4)를 연결하는 전원공급라인(L)에 개설(介設)되고, 라인(L)에 접속된 트라아액(2a)과 제로크로스점 검출용의 포토트라이액부(5)로 구성되어 있다. 포토트라이액부(5)는 발광부로서의 발광 다이오드(51)와 포토트라이액(52)으로 구성되어 있다.
발광다이오드(51)는 애노드가 정전압원에 접속되고, 캐소드가 제어회로(3)의 제어신호의 출력단자에 접속되어 있다. 이 발광다이오드(51)는 제어회로(3)의 출력단자에 하이레벨이 출력되어 있는 동안은 전류가 흐르지 않고 오프상태로 되며, 로우레벨이 출력되어 있는 동안은 전류가 흘러 발광하도록 되어 있다. 포토트라이액(52)은 일단이 라인(L)에, 타단이 트라이액(2a)의 게이트(G)에 접속되고, 발광다이오드(51)의 온에 의한 발광광을 받은 직후의 교류전력파형이 제로크로스를 통과하는 시점에서 온하여 게이트(G)를 구동시키고, 트라이액(2a)을 온시키며, 한편 발광다이오드(51)가 오프로 된 직후의 교류전력파형이 제로크로스를 통과한 시점에서 오프로 되어 트라이액(2a)을 오프로 하는 것이다. 또한, 스위칭회로(2)로서는 교류파형의 제로크로스 타이밍에서 스위칭을 행하는 회로라면 여러가지의 회로가 채용가능하다.
도 3은 교류전력제어의 기본동작을 설명하기 위한 타이밍도로서, (a)는 제어회로(3)의 출력단자로부터 출력되는 제어신호를 나타내고, (b)는 포토트라이액(52)의 동작상태를 온오프로 나타내고, (c)는 부하(4)로 공급되는 전력파형(해칭기간)을 나타내고 있다. 제어회로(3)는, 예컨대 미리 설계된 기간마다 온오프를 전환하도록 되어 있다. 여기서, 도 3의 제어동작의 일예를 설명하면, t1 시점에서 제어회로(3)의 출력단자를 그때까지의 로우레벨로부터 하이레벨로 복귀하면, 그 직후의 제로크로스점인 t2시점(의 타이밍)에서 포토트라이액(52)이 오프상태로 변화하여 교류전력의 부하(4)로의 공급이 차단된다. 이어서, t3시점에서 제어회로(3)의 출력단자를 하이레벨로부터 로우레벨로 반전하면, 그 직후의 제로크로스점인 t4시점에서 포토트라이액(52)이 온상태로 변화하여, 교류전력의 부하(4)로의 공급이 개시된다. 그 후의 t5 시점에서 제어회로(3)의 출력단자를 로우레벨로부터 하이레벨로 복귀시키면, 그 직후의 제로크로스점인 t6시점에서 포토트라이액(52)이 오프상태로 변화하여 교류전력의 부하(4)로의 공급이 차단된다. 이 결과, t1시점에서 t6시점까지 교류전력파형의 반주기 즉 반파 6개분에 대하여 최초의 반파 3개분의 기간에서 전력이 차단되고, 이어지는 반파 3개분의 기간에서 전류가 부하(4)에 공급된다. 따라서, 이 기간을 보면, 전력은 교류전원(1)의 1/2의 전력이 공급된 것으로 된다. 이와 같이 제로크로스의 타이밍에서 스위칭을 행하므로, 고주파 전류가 적게 되고, 또한 스위칭에 수반되는 노이즈의 방사도 적게 된다.
도 4는 본 발명에 관한 교류전력 제어방법의 제2 실시형태를 나타내는 파형도이다. 또한, 회로구성은 도 2에 나타내는 회로와 동일하다. 본 실시형태에서는 제어회로(3)는 교류전원(1)의 교류전력 파형을 도 4(a)의 파선으로 나타내는 바와 같이, 2주기분(반파 4개분)으로 분할하고, 이것을 기본단위로 하는 전력패턴의 제어신호를 출력하도록 되어 있다. 전력패턴은 반파 1개마다 부하(4)로 전력을 공급(온)하는 전력공급부(도 4에 있어서 해칭을 붙인 부분)와, 전력공급을 차단(오프)하는 비공급부와의 조합으로 여러가지의 것이 구성되어 있다.
도 4(a)는 제어회로(3)의 출력단자로의 제어신호가 전 기간에 걸쳐 하이상태로 유지되고, 교류전원(1)으로부터의 교류전력이 부하(4)로 모두 공급되지 않는 상태를 나타내고 있다. 도 4(b)는 제어회로(3)의 출력단자로부터 기본단위의 최초의 반파의 상승으로 되는 제로크로스점에 대하여 적어도 다소 진상(進相)한 시점(적어도 반 주기이내. 도 3에서의 제로크로스점 t4에 대한 t3시점 참조)에서 로우상태로 반전하고, 반주기에서 하이상태로 복귀하는 제어신호를 출력함으로써 얻어지는 것으로, 기본단위 내의 1개째의 반파를 온한 상태를 나타내고 있다. 도 4(c)는, 도 4(b)와 동일한 시점에서 제어신호를 로우상태로 반전시킴과 동시에 1주기에서 하이상태로 복귀하는 제어신호를 출력함으로써 얻어지는 것이며, 기본단위 내에 있어서 1개째와 2개째의 반파를 온한 상태를 나타내고 있다. 도 4(d)는 도 4(b)와 동일한 시점에서 제어신호를 로우상태로 반전시킴과 동시에 1.5 주기에서 하이상태로 복귀하는 제어신호를 출력하는 것에 의해 얻어지는 것으로, 기본단위 내에 있어서 1개째로부터 3개째까지의 반파를 온한 상태를 나타내고 있다. 도 4(e)는, 전 기간 로우상태의 제어신호를 출력하는 것에 의해 얻어지는 것으로, 기본단위 내의 4개의 반파 모두를 온한 상태를 나타내고 있다. 이제, 교류전원(1)의 출력전압을 AC100V로 하고, 부하(4)의 저항을 10Ω으로 한 경우, 부하(4)에 대하여 도 4(a)에서는 0W, 도 4(b)에서는 250W, 도 4(c)에서는 500W, 도 4(d)에서는 750W, 도 4(e)에서는 1000W로 제어한 전력을 공급할 수 있다.
도 5는 본 발명에 관한 교류전력 제어방법의 제3 실시형태를 나타내는 파형도이다. 또한, 회로구성은 도 2에 나타내는 회로와 동일하다. 본 실시형태에서는 제어회로(3)는 교류전원(1)의 교류전력파형을, 도 5(a)의 파선에 나타내는 바와 같이, 2.5주기분(반파 5개분)으로 분할하고, 이것을 기본단위로 하는 전력패턴의 제어신호를 출력하도록 되어 있다. 전력패턴은 반파 1개마다 부하(4)로 전력을 공급(온)하는 전력공급부(도 5에서 해칭을 붙인 부분)와, 전력공급을 차단(오프)하는 비공급부와의 조합으로 여러가지의 것이 구성되어 있다.
도 5(a)는 제어회로(3)의 출력단자로의 제어신호가 전 기간에 걸쳐 하이상태로 유지되고, 교류전원(1)으로부터의 교류전력이 부하(4)로 모두 공급되지 않는 상태를 나타내고 있다. 도 5(b)는 제어회로(3)의 출력단자로부터 기본단위의 최초의 반파의 상승으로 되는 제로크로스점에 대하여 적어도 다소 진상한 시점(적어도 반주기 이내)에서 로우상태로 반전하고, 반주기에서 하이상태로 복귀하는 제어신호를 출력함으로써 얻어지는 것으로, 기본단위 내의 1개째의 반파를 온한 상태를 나타내고 있다. 도 5(c)는, 도 5(b)와 동일한 시점에서 제어신호를 로우상태로 반전시킴과 동시에 1주기에서 하이상태로 복귀하는 제어신호를 출력하는 것에 의해 얻어지는 것으로, 기본단위 내에 있어서 1개째와 2개째의 반파를 온한 상태를 나타내고 있다. 도 5(d)는 도 5(b)와 동일한 시점에서 제어신호를 로우상태로 반전시킴과 동시에 1.5 주기에서 하이상태로 복귀하는 제어신호를 출력하는 것에 의해 얻어지는 것으로, 기본단위 내에 있어서 1개째로부터 3개째까지의 반파를 온한 상태를 나타내고 있다. 도 5(e)는, 도 5(b)와 동일한 시점에서 제어신호를 로우상태로 반전시킴과 동시에 1주기에서 하이상태로 복귀하는 제어신호를 출력함으로써 얻어지는 것으로, 기본단위내에서 1개째로부터 4개째까지의 반파를 온한 상태를 나타내고 있다. 도 5(f)는 전 기간 로우상태의 제어신호를 출력하는 것에 의해 얻어지는 것으로, 기본단위내의 5개의 반파 모두를 온한 상태를 나타내고 있다. 이제 교류전원(1)의 출력전압을 AC 100V로 하고, 부하(4)의 저항을 10Ω으로 한 경우, 부하(4)에 대하여 도 5(a)에서는 0W, 도 5(b)에서는 200W, 도 5(c)에서는 400W, 도 5(d)에서는 600W, 도 5(e)에서는 800W, 도 5(f)에서는 1000W로 제어한 전력을 공급할 수 있다.
이 실시형태에서는 부하(4)에 공급되는 교류전력파형의 양(正)측과 음(負)측의 면적이 같게 되어 있기 때문에 파형의 왜곡이 적고, 또한 고주파전류도 작게 된다.
도 6은 본 발명에 관한 교류전력 제어방법의 제4 실시형태를 나타내는 파형도이다. 또한, 회로구성은 도 2에 나타내는 회로와 동일하다. 본 실시형태에서는 제어회로(3)는 교류전원(1)의 교류전력파형, 도 6(a)의 파선으로 나타내는 바와 같이, 1.5 주기분(반파 3개분)으로 분할하고, 이것을 기본단위로 하는 전력패턴의 제어신호를 출력하도록 되어 있다. 전력패턴은 반파 1개마다 부하(4)로 전력을 공급(온)하는 전력공급부(도 6에 있어서 해칭을 붙인 부분)과, 전력공급을 차단(오프)하는 비공급부와의 조합으로 여러가지의 것이 구성되어 있다.
도 6(a)는 제어회로(3)의 출력단자로의 제어신호가 전 기간에 걸쳐 하이상태로 유지되고, 교류전원(1)으로부터 교류전력이 부하(4)로 모두 공급되지 않는 상태를 나타내고 있다. 도 6(b)는 제어회로(3)의 출력단자로부터 기본단위의 최초의 반파의 상승으로 되는 제로크로스점에 대하여 적어도 다소 진상한 시점(적어도 반주기 이내)에서 로우상태로 반전하고, 반주기에서 하이상태로 복귀하는 제어신호를 출력하는 것에 의해 얻어지는 것으로, 기본단위 내의 1개째의 반파를 온한 상태를 나타내고 있다. 도 6(c)는 도 6(b)와 동일한 시점에서 제어신호를 로우상태로 반전시킴과 동시에 1주기에서 하이상태로 복귀하는 제어신호를 출력하는 것에 의해 얻어지는 것으로, 기본단위에 있어서 1개째와 2개째의 반파를 온한 상태를 나타내고 있다. 도 6(d)는 전 기간 로우상태의 제어신호를 출력하는 것에 의해 얻어지는 것으로, 기본단위 내의 3개의 반파 모두를 온한 상태를 나타내고 있다. 이제, 교류전원(1)의 출력전압을 AC100V로 하고, 부하(4)의 저항을 10Ω으로 한 경우, 부하(4)에 대하여, 도 6(a)에서는 0W, 도 6(b)에서는 333W, 도 6(c)에서는 667W, 도 6(d)에서는 1000W로 제어한 전력을 공급할 수 있다.
이 실시형태에서는, 부하(4)에 공급되는 교류전력파형의 양측, 음측의 면적이 같게 되어 있기 때문에 파형의 왜곡이 적고, 또한 고주파전류도 작게 된다. 또한, 도 6(a), (d)에 대해서는 전력의 변화가 없으므로 플리커는 발생하지 않고, 도 6(a)로부터 (d)로의 각 전력패턴 사이에서는 전력공급부와 비공급부와의 사이의 전력차가 각각 반파형분(333W)밖에 없으므로 플리커의 값을 작게 할 수 있어, 이것에 의해 플리커의 문제를 경감할 수 있다.
도 7, 도 8은 본 발명에 관한 교류전력제어방법의 제5 실시형태를 나타내는 파형도이다. 또한, 회로구성은 도 2에 나타내는 회로와 동일하다. 본 실시형태에서는 제어회로(3)는 교류전원(1)의 교류전력파형으로서 도 7(a)의 파선으로 나타내는 바와 같이, 1.5주기분(반파 3개분)으로 분할하고, 이것을 기본단위로 하는 전력패턴의 제어신호를 출력하도록 되어 있다. 전력패턴은 반파 1개마다 부하(4)로 전력을 공급(온)하는 전력공급부(도 7에 있어서 해칭을 붙인 부분)와, 전력공급을 차단(오프)하는 비공급부와의 조합으로 여러가지의 전력패턴이 구성되어 있다.
도 7(a)는 제어회로(3)의 출력단자로의 제어신호가 전 기간에 걸쳐 하이상태로 유지되고, 교류전원(1)으로부터의 교류전력이 부하(4)로 모두 공급되지 않는 상태를 나타내는 패턴(1)이다. 도 7(b)는 제어회로(3)의 출력단자로부터 기본단위의최초의 반파의 상승으로 되는 제로크로스점에 대하여 적어도 다소 진상한 시점(적어도 반주기 이내)에서 로우상태로 반전하고, 반주기에서 하이상태로 복귀하는 제어신호를 출력하는 것에 의해 얻어지는 것으로, 기본단위내의 1개째의 반파를 온한 상태를 나타내는 패턴(2)이다. 도 7(c)는, 도 7(b)와 동일한 시점에서 제어신호를 로우상태로 반전시킴과 동시에 1주기에서 하이상태로 복귀하는 제어신호를 출력하는 것에 의해 얻어지는 것으로, 기본단위 내에 있어서 1개째와 2개째의 반파를 온한 상태를 나타내는 패턴(3)이다. 도 7(d)는 전 기간 로우상태의 제어신호를 출력하는 것에 의해 얻어지는 것으로, 기본단위 내의 3개의 반파 모두를 온한 상태를 나타내는 패턴(4)이다. 따라서, 교류전원(1)의 출력전압을 AC100V로 하고, 부하(4)의 저항을 10Ω로 한 경우, 부하(4)에 대하여 도 7(a)의 패턴(1)에서는 0W, 도 7(b)의 패턴(2)에서는 333W, 도 7(c)의 패턴(3)에서는 667W, 도 7(d)의 패턴(4)에서는 1000W의 각 출력전력을 설정할 수 있게 된다.
이 제 5 실시형태에서는 이러한 설정전력에 더하여, 또는 이러한 전력패턴을 이용하여 도 8에 나타내는 2종류의 패턴을 출력할 수 있도록 하고 있다. 즉, 도 8에 있어서, (a)는 부하(4)로의 교류전력의 공급을, 패턴(2)와 패턴(4)의 2종류의 전력패턴을 이 순서로 반복하여 행하는 것이고, (b)는 패턴(2), 패턴(1), 패턴(4)의 3종류의 전력패턴을 이 순서로 반복하여 행하는 것이다.
제어회로(3)는, 도 7에 나타내는 기본단위로서의 패턴(1) ∼ 패턴(4)의 제어신호가 출력가능하게 설정되어 있음과 동시에, 도 8에 나타내는 바와 같은 복합된 전력패턴으로 이러한 제어신호도 출력가능하게 설정되어 있으며, 예컨대 설정조작등에 의해 소망하는 전력패턴(복합된 전력패턴 포함)으로의 제어신호가 출력될 수 있게 되어 있다.
이와 같이 하면, 도 8(a)에서는 평균공급전력을 (333W + 1000W)/2 = 666W로 설정할 수 있고, 도 8(b)에서는 (333W + 666W + 1000W)/3 = 444W로 설정할 수 있다. 따라서, 이 실시형태에 의하면 0W, 333W, 666W, 1000W로 이산적으로밖에 공급전력을 가변할 수 없었던 제4 실시형태에 비하여, 444W와 666W가 더 설정가능하게 되어, 보다 임의의 공급전력을 설정하는 것이 가능하게 된다.
도 9는 본 발명에 관한 교류전력 제어방법의 제6 실시형태를 나타내는 파형도이다. 또한, 회로구성은 도 2에 나타내는 회로와 동일하다. 본 실시형태에서는 제어회로(3)는 교류전원(1)의 교류전력파형으로서, 도 7에 나타내는 바와 같은 기본단위로서의 패턴(1) ∼ 패턴(4)의 제어신호가 출력 가능하게 설정되어 있고, 이러한 설정전력에 더하여, 또는 이러한 전력패턴을 이용하여, 도 9에 나타내는 2 종류의 전력을 출력할 수 있도록 하고 있다. 즉, 도 9에 있어서, (a)는 부하(4)로의 교류전력의 공급을, 패턴(2)과 패턴(3)의 2개의 전력패턴을 이 순서로 반복하여 행하는 것이고, (b)는 패턴(2), 패턴(3), 패턴(4), 패턴(4), 패턴(3)이라고 하는 5개의 전력패턴을 이 순서로 반복하여 행하는 것이다.
제어회로(3)는 도 7에 나타내는 기본단위로서의 패턴(1) ∼ 패턴(4)의 제어신호가 출력가능하게 설정되어 있음과 동시에, 도 9에 나타내는 바와 같은 복합된 패턴으로 이러한 제어신호도 출력가능하게 설정되어 있으며, 이러한 설정전력에 더하여, 또는 이러한 전력패턴을 이용하여 도 9에 나타내는 2종류의 전력을 출력할수 있도록 하고 있다.
이와 같이 하면, 도 9(a)에서는 평균공급전력을 (333W + 666W)/2 = 500W로 설정할 수 있고, 도 9(b)에서는 (333W + 666W + 1000W + 1000W + 666W)/5 = 733W로 설정할 수 있다. 따라서, 이 실시형태에 의하면, 0W, 333W, 666W, 1000W로 이산적으로밖에 공급전력을 가변할 수 없었던 제4 실시형태에 비하여, 500W와 733W가 더 설정가능하게 되어, 보다 임의의 공급전력을 설정할 수 있게 된다. 또한, 도 9(a)의 경우, 패턴(2)과 패턴(3)과의 전력차는 333W이고, 또한 도 9(b)의 경우에 있어서, 패턴(2)과 패턴(3)과의 전력차는 333W이고, 패턴(3)과 패턴(4)와의 전력차도 333W이며, 모든 서로 이웃하는 전력패턴의 전환에 의한 전력의 차는 333W로 작기때문에, 전력의 전환을 원활하게 할 수 있어, 플리커의 값을 작게 할 수 있고, 이것에 의해 플리커의 문제를 경감할 수 있다.
도 10 ∼ 도 12는 본 발명에 관한 교류전력 제어방법의 제 7실시형태를 나타내는 각 파형도이다. 또한, 회로구성은 도 2에 나타내는 회로와 동일하다. 본 실시형태에서는 제어회로(3)는 교류전원(1)의 교류전력파형으로서, 도 7에 나타내는 바와 같은 기본단위로서의 패턴(1) ∼ 패턴(4)의 제어신호가 출력가능하게 설정되어 있고, 이 제 7실시형태에서는 이러한 설정전력에 더하여, 또는 이러한 전력패턴을 이용하여 도 10 ∼ 도 12에 나타내는 전력을 출력할 수 있도록 하고 있다. 즉, 본 실시형태에서는 2 종류의 전력패턴의 구성비를 적절하게 설정하는 것으로 임의의 출력을 얻는 것이다.
도 10은 부하(4)로의 교류전력의 공급을, 패턴(1)과 패턴(4)의 2 종류의 패턴을 1:1의 비율로 구성한 것으로서, (a)는 패턴(1), 패턴(2), 패턴(4), 패턴(4)로 이루어지는 구성을 이 순서로 반복하는 것이고, (b)는 패턴(1), 패턴(4)으로 이루어지는 구성을 이 순서로 반복하는 것이다. 이들의 복합된 패턴의 구성에 의해 500W를 얻을 수 있다.
도 11은 패턴(2)과 패턴(3)의 2 종류의 패턴을 1:1의 비율로 구성한 것으로서, (a)는 패턴(2), 패턴(2), 패턴(3), 패턴(3)으로 이루어지는 구성을 이 순서로 반복하는 것이고, (b)는 패턴(2), 패턴(3)으로 이루어지는 구성을 이 순서로 반복하는 것이다. 이들의 복합된 패턴의 구성에 의해 500W를 얻을 수 있다.
도 12는 구성비율이 1:1 이외의 일예를 나타내는 것으로서, 패턴(1)과 패턴(4)을 4:1의 비율로 한 것으로, 패턴(1), 패턴(1), 패턴(1), 패턴(1), 패턴(4)으로 이루어지는 구성을 이 순서로 반복하는 것으로 200W를 얻을 수 있다. 이와 같이, 2 종류의 패턴의 구성비율을 임의로 설정하는 것으로 소망하는 전력을 얻는 것이 가능하게 된다. 사용하는 전력패턴의 종류는 2 종류로 한정되지 않고, 3 종류라도 좋고, 그 이상이라도 좋다.
제어회로(3)는 도 7에 나타내는 기본단위로서의 패턴(1) ∼ 패턴(4)의 제어신호가 출력가능하게 설정되어 있음과 동시에, 도 10, 도 11, 도 12에 나타내는 바와 같은 복합된 패턴으로 이러한 제어신호도 출력가능하게 설정되어 있다.
이와 같이 하면, 0W, 333W, 666W, 1000W로 이산적으로밖에 공급전력을 가변할 수 없었던 제4 실시형태에 비하여, 500W와 200W가 더 설정가능하게 되어, 또한 적어도 2 종류 이상의 전력패턴을 이용하여 그들을 임의의 구성비율로 하여 복합하는 것으로 소망하는 공급전력을 설정할 수 있게 된다.
도 13, 도 14는 본 발명에 관한 교류전력 공급장치의 제8 실시형태를 설명하는 것으로, 도 13은 블럭도, 도 14는 동작설명을 위한 타이밍도이다.
도 13에 있어서, 교류전원(1) ∼ 부하(4)의 구성은 기본적으로 도 1과 마찬가지이다. 검지블럭(6)은 부하(4)의 상태 내지는 그 출력을 검지하는 것이다. 제어블럭(7)은 검지블럭(6)으로부터 출력되는 검지신호의 레벨 등에 대응하여, 예컨대 도 7에 나타내는 패턴(1) ∼ 패턴(4)를 나타내는 패턴지시신호로 변환하여 제어회로(3)로 출력하는 것이다. 이 제어블럭(7)은, 예컨대 공급전력의 증가방향에 대해서는 패턴(1), 패턴(2), 패턴(3), 패턴(4)와 같이 1스텝씩 업변경가능하게 되어 있고, 역으로 공급전력의 저감방향에 대해서는 패턴(4), 패턴(3), 패턴(2), 패턴(1)과 같이 1스텝씩 다운변경가능하게 되어 있다. 예컨대 부하(4)로서 히터가 채용되어 있는 경우, 검지블럭(6)은 온도센서이다.
다음으로, 도 14를 이용하여 전력제어동작을 설명한다. 우선 제어블럭(7)은 초기값으로서 패턴(1)을 선택하고 있는 것으로 한다. 따라서, 제어회로(3)는 제어블럭(7)으로부터 패턴(1)의 패턴지시신호를 받아서, 패턴(1)의 전력공급, 즉 교류전력의 공급이 정지된 상태로 되어 있다(도 14(c)의 최초의 기본단위의 기간(T1)). 다음으로, 검지블럭(6)이 부하의 상태를 검지하고, 예컨대 검지온도가 제어블럭에 미리 설정되어 있는 목표치(도 4(a)의 굵은 선)에 비하여 낮은 경우에는, 제어블럭(7)은 다음의 기본단위에 있어서 현재 지시중인 패턴(1)을 전력증가방향으로 1스텝, 즉 패턴(2)으로 변경하고, 이 패턴(2)의 패턴지시신호를 출력한다. 이결과, 제어회로(3)는 패턴(2)의 제어신호를 스위칭회로(2)로 출력하고, 도 7에 나타내는 예에서는 반파 3개 중의 1개분의 교류전력이 부하(4)에 공급되게 된다(도 14(c)의 기간(T2)). 이어서, 기간(T2)의 종료 직전에 검지블럭(6)보다 검지된 검지출력이 목표치 이하라면, 제어블럭(7)은 다음의 기본단위에 있어서 전력패턴을 현재의 패턴(2)으로부터 1스텝 업한 패턴(3)으로 변경한다(도 14(c)의 기간(T3)). 따라서, 기간(T3)의 동안은 반파 3개 중 반파 2개분의 교류전력이 부하(4)에 공급된다. 기간(T3)의 종료 직전에서는 부하(4)의 상태가 목표치를 넘고 있으므로, 제어블럭(7)은 검지블럭(6)으로부터의 검지신호를 받아서, 다음의 기본단위에 있어서 패턴을 1스텝 다운시키도록, 전력패턴을 패턴(3)으로부터 패턴(2)로 변경한다(도 14(c)의 기간(T4)). 이후, 검지블럭(6)의 검지결과와 목표치를 비교하여, 제어블럭(7)은 전력패턴을 1스텝씩 업 또는 다운시키면서, 부하(4)의 상태가 목표치로 유지되도록 제어한다(도 14(c)의 기간(T5) 이후).
도 15, 도 16은 본 발명에 관한 교류전력 공급장치의 제9 실시형태를 설명하는 것으로, 도 15는 블럭도, 도 16은 동작설명을 위한 타이밍도이다.
도 15에 있어서, 교류전원(1) ∼ 검지블럭(6)의 구성은 도 13과 동일하다. 설정장치(8)는 도시생략된 매뉴얼조작부를 구비하고, 이 조작부를 조작하는 것으로, 또는 다른 요소를 가미하여 자동설정되는 목표치가 임의 또는 소정의 단계에 설정할 수 있도록 되어 있으며, 제어블럭(71)은 검지블럭(6)으로부터 출력되는 검지신호와 설정장치(8)로부터의 목표치를 비교하여, 예컨대 도 7에 나타내는 패턴(1) ∼ 패턴(4)을 나타내는 패턴 지시신호로 변환하여 제어회로(3)로 출력하는것이다. 이 제어블럭(71)은, 예컨대 공급전력의 증가방향에 대해서는 패턴(1), 패턴(2), 패턴(3), 패턴(4)과 같이 1스텝씩 업변경가능하게 되어 있고, 역으로 공급전력의 저감방향에 대해서는 패턴(4), 패턴(3), 패턴(2), 패턴(1)과 같이 1스텝씩 다운변경가능하게 되어 있다. 예컨대 부하(4)로서 히터가 채용되어 있는 경우, 검지블럭(6)은 온도센서이다.
다음으로, 도 16을 이용하여 전력제어동작을 설명한다. 우선 제어블럭(71)은 초기값으로서 패턴(1)을 선택하고 있는 것으로 한다. 따라서, 제어회로(3)는 제어블럭(7)으로부터 패턴(1)의 패턴지시신호를 받아서, 패턴(1)의 전력공급, 즉 교류전력의 공급이 정지된 상태에 있다(도 16(c)의 최초의 기본단위의 기간(T1). 다음으로, 검지블럭(6)이 부하의 상태를 검지하고, 예컨대 검지온도가 제어블럭에 미리설정되어 있는 목표치(도 16(a)의 굵은 선)에 비하여 낮은 경우에는, 제어블럭(71)은 다음의 기본단위에 있어서 현재 지시중인 패턴(1)을 전력증가방향으로 1스텝, 즉 패턴(2)으로 변경하고, 이 패턴(2)의 패턴지시신호를 출력한다. 이 결과, 제어회로(3)는 패턴(2)의 제어신호를 스위칭회로(2)에 출력하고, 도 7에 나타내는 예에서는 반파 3개중의 1개분의 교류전력이 부하(4)에 공급되게 된다(도 16(c)의 기간(2)). 기간(T2)의 종료직전에서는 부하(4)의 상태가 목표치를 넘고 있으므로, 제어블럭(71)은 검지블럭(6)으로부터의 검지신호를 받아서, 다음의 기본단위에 있어서 패턴을 1스텝 다운시키도록, 전력패턴을 패턴(2)으로부터 패턴(1)으로 변경한다(도 16(c)의 기간(T3)). 이후, 검지블럭(6)의 검지결과와 목표치를 비교하여 제어블럭(71)은 전력패턴을 1스텝, 업 또는 다운하면서, 부하(4)의 상태가 목표치로유지되도록 제어한다(도 16(c)의 기간(T3 ∼ T5)).
한편, 기간(T5)의 도중에 설정장치(8)가 조작되어 목표치가 예컨대 업측으로 변경된 것으로 하면, 기간(T5)의 종료 직전에서는 검지블럭(6)의 검지결과는 새로운 목표치에 비하여 낮으므로, 제어블럭(71)은 전력패턴을 현 패턴(1)으로부터 패턴(2)로 변경하고, 또한 다음의 기간(T6, T7)에서도 동일하게 검지결과가 목표치보다 낮으므로, 1스텝씩 전력패턴이 업, 즉 기간(T7)에서는 패턴(3)으로, 기간(T8)에서는 패턴(4)으로 변경된다. 이후, 검지블럭(6)의 검지결과와 새로운 목표치를 비교하여 제어블럭(71)은 전력패턴을 1스텝씩, 업 또는 다운하면서, 부하(4)의 상태가 현 목표치로 유지되도록 제어한다(도 16(c)의 기간(T9, T10) 참조).
도 17, 도 18은 본 발명에 관한 교류전력 공급장치의 일실시예를 설명하는 것으로, 도 17은 블럭도, 도 18은 본 발명이 적용되는 헤어드라이어의 개략 구조도이다.
도 17에 있어서, 교류전원(1) ∼ 설정장치(8)의 기본구성은 도 15와 실질 동일하다. 설정장치(8)는 도시생략된 매뉴얼 조작부를 구비하고, 이 조작부를 조작하는 것으로 목표치가 임의 또는 소정의 단계로 설정할 수 있도록 되어 있고, 제어블럭(71)은 검지블럭(6)으로부터 출력되는 검지신호와 설정장치(8)로부터의 목표치를 비교하여 예컨대 도 7에 나타내는 패턴(1) ∼ 패턴(4)을 나타내는 패턴 지시신호로 변환하여 제어회로(3)로 출력하는 것이다. 이 제어블럭(71)은, 예컨대 공급전력의 증가방향에 대해서는 패턴(1), 패턴(2), 패턴(3), 패턴(4)과 같이 1스텝씩 업변경가능하게 되어 있고, 역으로 공급전력의 저감방향에 대해서는 패턴(4), 패턴(3),패턴(2), 패턴(1)과 같이 1스텝씩 다운변경가능하게 되어 있다. 본 실시형태에서는 부하(4)로서 헤어드라이어의 히터(41)가 채용되고, 검지블럭(6)으로서 서미스터(61)가 채용되어 있다. 서미스터(61)는 히터(41)의 적소에 접촉 내지는 근접하여 배치되어 히터온도를 적절하게 검지하고, 또는 히터를 통과한 공기의 통로에 배치하여 공기온도를 히터온도로서 검지하도록 하고 있다.
헤어드라이어는 그 일예를 도 18에 나타내는 바와 같이, 송풍장치를 수납한 송풍부(10)와, 히터(도시생략)를 수납한 히터수납통부(20)와, 각종 스위치 및 제어기판류가 설치된 핸들부(30)로 구성되어 있다. 송풍부(10)의 내부 거의 중앙위치에는 송풍용의 모터(11)가 배설되고, 그 회전축에 송풍 팬(12)이 회전가능하게 연결되며, 후면부의 흡기용 슬릿(13)으로부터 외기를 흡인하여, 전방의 히터수납통부(20)를 향하여 송풍하도록 되어 있다. 도시생략된 히터는 예컨대 니크롬선 등의 전력공급을 받아서 옴 손실(損)로 발열하는 것으로, 송풍팬(12)을 통과한 공기를 소망온도로 데워 전방의 송풍구(21)로부터 외부로 송출하는 것이다. 핸들부(30)에는 각 조작부분이 매뉴얼 조작가능하도록 표면에 노출한 상태로 메인스위치(31)와, 풍량전환 스위치(32)와, 온도 전환스위치(33)(도 17의 설정장치(8)에 상당)가 설치되어, 내부에는 각 스위치에 따라 전원 온오프외에 풍량이나 풍온을 전환하는, 도 17에 나타내는 회로블럭을 탑재하는 기판(34) 등이 수납되어 있다. 예컨대 풍온 전환스위치(33)는 조작시만 일시적으로 터보적으로 히터전류를 상승시켜 온도를 상승시키는 방식의 것이라도 좋고, 설정된 복수의 목표온도치를 조작마다 1단씩 업 또는 다운하도록 한 것이라도 좋으며, 또는 조작마다 복수의 목표온도치가 사이클링으로 변경설정되는 타입이라도 좋다. 또한, 송풍량(송풍 팬의 회전속도)의 변경에 응답하여 풍온(또는 히터온도)가 일정하게 유지되도록 온도 목표치가 자동조정되는 타입에도 동일하게 적용가능하다.
기판(34)과 교류전원(1)과 접속하기 위해 핸들부(30)로부터 인출된 리드선의 선단에는 플러그(4a)가 설치되어 있다. 그리고, 전력공급제어는 제8, 제9 실시형태에 나타낸 것과 동일한 방법이 채용되고, 이것에 의해 풍온 전환스위치(33)에서 설정된 온도목표치에 추수(追隨)하도록, 교류전원(1)으로부터 교류전력이 공급된다.
또한, 본 발명은 부하로서 헤어드라이어의 히터외에, 전력제어에 의한 모터의 회전수제어나 조명의 밝기제어 등, 교류전력으로 동작(작용)가능한 여러가지의 부재에 대하여 적용가능하다.
청구항 1 기재의 발명에 의하면, 교류전력파형의 제로크로스 시점에서 전환을 행하기 때문에, 특히 대전류를 흐르는 부하에 대하여 제어를 행할 때에 발생하는 스위칭 노이즈를 저감할 수 있고, 또한 스위칭에 의한 전류파형의 산란도 생기지 않으므로 고주파전류도 저감할 수 있다.
또, 부하에 대하여 이산적인 임의의 전력의 공급제어가 가능하다.
또, 1개의 전력패턴의 전환에 의한 전력변화에 비하여 더욱 세세한 전력공급제어가 가능하다.청구항 3, 4 기재의 발명에 의하면, 교류파형의 상하의 면적을 같게 할 수 있으므로, 고주파 전류를 저감할 수있다. 또한, 전력변화가 적으므로 플리커를 저감할 수 있다.
청구항 6 기재의 발명에 의하면, 서로 이웃하는 전력패턴과의 전력변화(전력차)가 적은 만큼, 플리커를 저감할 수 있다.
청구항 7 기재의 발명에 의하면, 전환비(구성비)를 적절 설정하는 것으로, 임의의 공급전력을 얻을 수 있다.
청구항 8 기재의 발명에 의하면, 부하의 상태(출력)를 설정치가 되도록 전력패턴의 전환을 세세하게 할 수 있다.
청구항 9 기재의 발명에 의하면, 부하상태를 소망하는 상태로 설정할 수 있다.
청구항 10 기재의 발명에 의하면, 헤어드라이어와 같은 소형의 기기에 용이하게 응용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 교류전력 파형의 제로크로스점에서 스위칭제어를 행하여, 교류전원으로부터 부하에 공급되는 교류전력의 제어를 행하는 교류전력제어방법에 있어서,
    상기 교류전력 파형을 임의의 일정 주기로 분할하여 이 분할된 1주기를 기본단위로 하여, 상기 분할된 1주기 내에서 제로크로스점에서의 스위칭 온/오프에 의해 전력공급부와 전력비공급부를 생성하고, 상기 생성된 전력공급부와 전력비공급부를 조합함으로써 이루어지는 전력패턴을 적어도 2가지 생성하는 단계; 및
    상기 적어도 2가지의 전력패턴의 전환을 반복하는 것에 의하여, 상기 부하에 공급되는 교류전력을 제어하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 교류전력 제어방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기본 단위는 상기 교류전원의 교류파형의 (n+1/2)주기분인 것을 특징으로 하는 교류전력 제어방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 n이 n=1인 것을 특징으로 하는 교류전력 제어방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 2가지의 전력패턴의 생성 및 전환은, 서로 이웃하는 전력패턴과의 사이에서, 전력의 크기의 차가 실질적으로 동일하도록 행하여지는 것을 특징으로하는 교류전력 제어방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 2가지의 전력패턴을 설정하는 단계는 상기 부하의 상태를 설정할 수 있도록 상기 전력패턴을 소정의 종류만큼 설정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 복수의 전력패턴의 전환을 반복하는 단계는 상기 부하의 상태를 검지하는 단계를 더 포함하며, 상기 검지된 부하의 상태에 응하여 상기 복수의 전력패턴의 전환을 반복하는 것에 의하여, 부하에 공급되는 교류전력의 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 교류전력 제어방법.
  8. 교류전력 파형의 제로크로스점에서 스위칭제어를 행하여, 교류전원으로부터 부하에 공급되는 교류전력의 제어를 행하는 교류전력 공급장치에 있어서,
    상기 교류전력 파형의 제로크로스점에서 스위칭제어를 행하는 스위칭회로와;
    임의의 일정 주기로 교류전력 파형을 분할하고, 이 분할된 1주기를 기본단위로 하여 제로크로스점마다의 스위칭에서 얻어지는 전력공급부와 비공급부로 조합되는 전력패턴으로서, 적어도 2가지의 전력패턴을 조합하여 구성된 전력패턴을 출력하는 전력패턴 생성회로와;
    상기 부하의 상태를 검지하는 검지부와;
    상기 검지부로부터의 검지출력을 받아, 상기 부하의 상태가 설정치로 되도록 상기 전력패턴의 조합을 전환하는 전환제어회로;
    를 구비한 것을 특징으로 하는 교류전력 공급장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 설정치를 변경하는 설정부를 가지는 것을 특징으로 하는 교류전력 공급장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 부하는 헤어드라이어의 히터이고, 상기 검지부가 온도센서인 것을 특징으로 하는 교류전력 공급장치.
KR10-2000-0073173A 2000-01-26 2000-12-05 교류전력 제어방법 및 장치 KR100387993B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000-017044 2000-01-26
JP2000017044A JP3870648B2 (ja) 2000-01-26 2000-01-26 交流電力制御方法及び装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010077935A KR20010077935A (ko) 2001-08-20
KR100387993B1 true KR100387993B1 (ko) 2003-06-18

Family

ID=18544086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2000-0073173A KR100387993B1 (ko) 2000-01-26 2000-12-05 교류전력 제어방법 및 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6404171B2 (ko)
EP (1) EP1126588A3 (ko)
JP (1) JP3870648B2 (ko)
KR (1) KR100387993B1 (ko)
CN (1) CN1147988C (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6995965B2 (en) * 2002-12-12 2006-02-07 General Electric Company Clothes dryer over-voltage control apparatus and method
EP2156546A4 (en) * 2007-06-08 2014-07-23 Itw Ind Packaging Australia Pty Ltd TORQUE CONTROL FOR ALTERNATING CURRENT MOTORS
EP2218168B1 (en) * 2007-11-09 2021-02-17 Peter Rubinshtein Method and apparatus for power control of an ac load
CN101459996A (zh) * 2008-09-08 2009-06-17 姚朝霞 一种led的控制电路及其控制方法
US20100308780A1 (en) * 2009-06-08 2010-12-09 Vishay Infrared Components, Inc. Phase-controlled non-zero-cross phototriac with isolated feedback
KR100977714B1 (ko) * 2010-04-30 2010-08-24 주식회사 한울아이씨텍 에너지 분산 공급 방식의 전력 공급 제어 장치 및 방법
US8193787B2 (en) 2010-07-06 2012-06-05 V Square/R, LLC System and method for regulating RMS voltage delivered to a load
JP6010287B2 (ja) * 2011-09-09 2016-10-19 株式会社森公 ３相交流負荷試験機
US8659349B1 (en) * 2012-09-25 2014-02-25 Analog Devices, Inc. Control circuit for use with a four terminal sensor, and measurement system including such a control circuit
CN103207599B (zh) * 2013-02-25 2015-11-25 黎辉 一种基于交流供电回路的脉冲通讯及控制系统
CN104953851A (zh) * 2014-03-27 2015-09-30 瀚宇Ic科技有限公司 能量分配方式的供电控制方法
US9793716B2 (en) 2014-04-24 2017-10-17 Elster Solutions, Llc Power meter disconnect switch operation
US9859878B2 (en) 2014-10-17 2018-01-02 Analog Devices Global Control circuit for use with a sensor, and measurement system including such a control circuit
WO2016154661A1 (en) * 2015-03-30 2016-10-06 Breville Pty Limited Control of heating elements

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02290154A (ja) * 1989-04-28 1990-11-30 Omron Corp 位相制御回路
JPH04105551A (ja) * 1990-08-24 1992-04-07 Matsushita Electric Works Ltd 位相制御回路
JPH07245939A (ja) * 1994-03-03 1995-09-19 Fuoresuto:Kk 位相制御式ソリッドステートリレー
JPH0993907A (ja) * 1995-09-28 1997-04-04 Ricoh Co Ltd 位相制御回路
US5966562A (en) * 1997-09-19 1999-10-12 Sharp Kabushiki Kaisha Fixing device having temperature control means

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4528494A (en) * 1983-09-06 1985-07-09 General Electric Company Reverse-phase-control power switching circuit and method
US4567425A (en) * 1983-12-14 1986-01-28 General Electric Company Method of and apparatus for half-cycle-average or R.M.S. load voltage control
US4870340A (en) * 1989-02-03 1989-09-26 Davis Controls Corporation Method of and apparatus for reducing energy consumption
US5072170A (en) * 1990-08-06 1991-12-10 Watlow Controls Reverse phase angle control of A.C. power loads
DE4108406A1 (de) * 1991-03-15 1992-09-17 Telefunken Electronic Gmbh Verfahren zur leistungssteuerung
FR2741487B1 (fr) * 1995-11-17 1998-01-02 Moulinex Sa Procede de commande de puissance d'une charge via un systeme a reglage de phase et dispositif de mise en oeuvre de ce procede
FR2762725B1 (fr) * 1997-04-29 1999-07-16 Sgs Thomson Microelectronics Gradateur de puissance
US5994883A (en) * 1998-12-11 1999-11-30 Liu; Daniel Alternating current power control device
US6172489B1 (en) * 1999-12-28 2001-01-09 Ultrawatt.Com Inc. Voltage control system and method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02290154A (ja) * 1989-04-28 1990-11-30 Omron Corp 位相制御回路
JPH04105551A (ja) * 1990-08-24 1992-04-07 Matsushita Electric Works Ltd 位相制御回路
JPH07245939A (ja) * 1994-03-03 1995-09-19 Fuoresuto:Kk 位相制御式ソリッドステートリレー
JPH0993907A (ja) * 1995-09-28 1997-04-04 Ricoh Co Ltd 位相制御回路
US5966562A (en) * 1997-09-19 1999-10-12 Sharp Kabushiki Kaisha Fixing device having temperature control means

Also Published As

Publication number Publication date
CN1147988C (zh) 2004-04-28
JP2001211648A (ja) 2001-08-03
US6404171B2 (en) 2002-06-11
EP1126588A3 (en) 2002-04-17
US20010024110A1 (en) 2001-09-27
KR20010077935A (ko) 2001-08-20
EP1126588A2 (en) 2001-08-22
JP3870648B2 (ja) 2007-01-24
CN1307398A (zh) 2001-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100387993B1 (ko) 교류전력 제어방법 및 장치
CA2633113C (en) Electric baseboard heater control
RU2524477C2 (ru) Сид устройство освещения с характеристикой цветовой температуры лампы накаливания
US20080111501A1 (en) Wall-mountable smart dual load control device
KR100343735B1 (ko) 전자렌지의 할로겐 히터 제어장치 및 방법
US3143300A (en) Variable color illuminator
WO2012051376A1 (en) Dimming control for electronic lamp
JP2009021035A (ja) 調光回路及び調光器
US6118106A (en) Apparatus for controlling an electric heater energized from a single voltage alternating current supply
US20170280522A1 (en) Method And Apparatus For Modulating Load By Means Of A Control Command Obtained By Varying The Conduction Angle Of AC Voltage
JP5295012B2 (ja) 加熱装置及びそれを備えた髪ケア装置
JP2010506295A (ja) 電流制限されたｒｍｓ電圧調整された出力を有するパワーコントローラ
US6028421A (en) Method for low-transient power control of electrical loads and electrical heating apparatus
JP2001343858A (ja) 画像形成装置
GB2167277A (en) Improvements in or relating to controllable heat sources
TWI789099B (zh) 風扇控制電路
KR100371322B1 (ko) 전자레인지용 히터회로
WO2004019726A1 (en) Hair dryer with improved heating power control and circuits therefor
KR20000074299A (ko) 전자레인지의 제어회로
KR100351804B1 (ko) 전자레인지의 제어회로
WO2019142274A1 (ja) ヒータ制御装置及びハンドドライヤ
TWI568312B (zh) And a control device for controlling the load by changing the AC voltage conduction angle as a control command
CN112738943A (zh) 可切换前沿控制和后沿控制的可控硅功率放大器及其工作方法
JP2003272800A (ja) ヒータ制御装置
JP2002100454A (ja) ヒータの電流量制御方法、及び暖房装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110526

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee