KR100960190B1 - Dimmer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 조광출력모드와 직전원 출력모드를 전환하여 가능하게 하는 것과 함께, 상기 모드를 전환하는 릴레이의 정격을 작게 할 수 있는 조광장치를 제공하는 것을 과제로 한다.An object of the present invention is to provide a dimming device capable of switching between the dimming output mode and the direct power output mode, and reducing the rating of the relay for switching the modes.
본 발명에 의한 조광장치는, 교류 전원 라인(8)에 삽입되어 부하(7)에 공급하는 교류 전압을 위상 제어하는 사이리스터(1a,1b)를 구비한 위상 제어 회로(1)와, 위상 제어 회로의 출력 전류를 감시하는 전류 센서(3)와, 위상 제어 회로에 병렬적으로 접속되어 교류 전압을 ON, OFF하는 릴레이(4)와, 직전원 출력모드에 있어서, 출력을 개시할 때에는 교류 전원 전압의 제로크로스의 타이밍으로 위상 제어 회로를 ON시켜서, 위상 제어 회로의 출력 전류가 소정치 이하가 되었을 때에 릴레이를 ON시키고 교류 전원 전압을 출력하고, 출력을 정지할 때에는, 릴레이를 OFF시키고 나서 위상 제어 회로를 OFF시키는 제어수단(5)을 구비하고 있다.The light control device according to the present invention includes a phase control circuit 1 having a thyristor 1a, 1b inserted into an AC power supply line 8 to control an AC voltage supplied to a load 7, and a phase control circuit. A current sensor 3 for monitoring the output current of the circuit, a relay 4 connected in parallel to a phase control circuit to turn on and off an alternating voltage, and an alternating current power supply voltage when starting output in a direct power output mode. The phase control circuit is turned on at the zero cross timing of the phase. When the output current of the phase control circuit reaches a predetermined value or less, the relay is turned on and an AC power supply voltage is output. When the output is stopped, the phase control is turned off. The control means 5 which turns off a circuit is provided.
Description
본 발명은, 사이리스터를 이용하여 위상 제어하는 위상 제어 회로를 구비한 조광장치(調光裝置)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
반도체 스위치 소자를 이용한 위상 제어조광장치를 이용하여 백열등 부하를 조광하는 조광장치에 있어서, 백열등의 필라멘트가 차가워진 상태일 때에 통전을 개시하면, 큰 돌입전류가 흐른다. 따라서, 통전 개시시에는 전원 트랜스를 개재시켜 항압한 전압을 인가함으로써 돌입전류를 낮게 억제하는 것과 함께, 타이머 회로에 의해서 전원 전환을 위한 릴레이를 제어하고, 돌입전류가 흐르지 않게 되고 나서 전원 트랜스를 떼어내도록 한 구성이 알려져 있다(특허문헌 1 참조.).In a dimming device for illuminating an incandescent lamp load using a phase controlled dimming device using a semiconductor switch element, a large inrush current flows when energization is started while the filament of the incandescent lamp is cold. Therefore, at the start of energization, by applying a voltage suppressed through the power transformer, the inrush current is kept low, the timer circuit controls the relay for switching power, and the power transformer is disconnected after the inrush current does not flow. The structure which made it come out is known (refer patent document 1).
한편, 조광장치의 출력 콘센트를 스튜디오 등에서 이용하는 기기의 전원으로서 사용하는 경우, 위상 제어 회로 출력을 릴레이에 의해 직(直)전원 출력모드로 전환하여 전원을 공급하는 것이 행해지고 있다.On the other hand, when the output outlet of a light control device is used as a power supply of the equipment used in a studio, etc., it is performed to switch a phase control circuit output into a direct power output mode by a relay, and to supply power.
[특허문헌 1] 일본 특허공개공보 2000-223286호 [Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2000-223286
상술의 위상 제어조광장치에서는, 전원 트랜스를 이용하므로, 장치가 대형화되는 것과 함께 고비용이 된다고 하는 문제가 있다.In the above-described phase control dimmer, since the power transformer is used, there is a problem that the apparatus becomes larger and becomes expensive.
조광장치를 직전원 출력모드로 전환하기 위해서 릴레이가 ON 할 때에 돌입전류에 의해서 릴레이 접점이 녹여 붙는 경우가 있었다. 또한, 릴레이를 OFF 할 때에 아크 등에 의해 릴레이 접점이 녹여 붙는 경우도 있었다.In order to switch the dimmer to direct power output mode, the relay contact may melt due to inrush current when the relay is turned on. In addition, when the relay is turned off, the relay contact may be melted by an arc or the like.
상술의 문제의 대책을 위해서는 정격이 큰 릴레이를 사용할 필요가 있었다. 또한, 상술과 같은 종래기술에 있어서는, 경부하의 경우, 사이리스터가 점호하는데 충분한 트리거 전류가 흐르지 않기 때문에, ON에 실패하는 경우가 있다.In order to solve the above problems, it was necessary to use a relay having a large rating. In addition, in the prior art as described above, in the case of a light load, ON may fail because a sufficient trigger current does not flow for the thyristor to fire.
본 발명은, 조광출력모드와 직전원 출력모드를 전환 가능하게 하는 것과 함께, 상기 모드를 전환하는 릴레이의 정격을 작게 할 수 있는 조광장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 경부하이더라도 사이리스터를 확실히 점호하여 출력 전류의 파형이 흐트러지는 것을 방지한 위상 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a dimming device capable of switching between a dimming output mode and a direct power output mode and reducing the rating of a relay for switching the modes. Moreover, an object of this invention is to provide the phase control apparatus which prevented the waveform of an output current from being disturbed by reliably firing a thyristor even at light load.
제 1 발명의 조광장치는, 교류 전원 라인에 삽입되어 부하에 공급하는 교류 전압을 위상 제어하는 사이리스터를 구비한 위상 제어 회로와; 위상 제어 회로의 출력 전류를 감시하는 전류 센서와; 위상 제어 회로에 병렬적으로 접속되어 교류 전압을 ON, OFF하는 릴레이와; 직전원 출력모드에 있어서, 출력을 개시할 때에는 교류 전원 전압의 제로크로스의 타이밍으로 위상 제어 회로를 ON시켜서, 위상 제어 회로의 출력 전류가 소정치 이하가 되었을 때에 릴레이를 ON시키고 교류 전원 전압 을 출력하고, 출력을 정지할 때에는, 릴레이를 OFF시키고 나서 위상 제어 회로를 OFF시키는 제어수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.A light control apparatus of the first invention includes a phase control circuit having a thyristor for controlling phase of an AC voltage inserted into an AC power supply line and supplied to a load; A current sensor for monitoring the output current of the phase control circuit; A relay connected in parallel to the phase control circuit to turn on and off an AC voltage; In the direct power output mode, when starting the output, the phase control circuit is turned on at the timing of zero crossing of the AC power supply voltage. When the output current of the phase control circuit reaches a predetermined value or less, the relay is turned on and the AC power supply voltage is output. When the output is stopped, control means for turning off the relay and turning off the phase control circuit is provided.
본 발명은 이하의 형태를 허용한다. 한편, 최초로 제 1 발명을 중심으로 설명하지만, 그 외의 발명에 대해서도 가능하면 적용된다.The present invention allows the following forms. In addition, although it demonstrates centering around 1st invention for the first time, it applies also to other invention if possible.
위상 제어 회로는, 교류 전원 라인에 접속하고 있는 것과 함께, 위상 제어 스위치 소자로서의 사이리스터를 구비하고 있고, 교류 전원 전압을 위상 제어해 출력하는 것에 의해, 조광출력모드에 대응시킬 수 있다. 본 발명에 있어서, 위상 제어를 위한 회로 구성은, 특별히 한정되지 않기 때문에, 기존의 이 종류의 회로를 적절히 채용할 수 있다. 전형적으로는, 한 쌍의 사이리스터를 역병렬 접속한 구성 및 다이오드 브리지의 대향 접속점에 사이리스터를 접속한 구성 등을 선택적으로 이용할 수 있다. 사이리스터로서는, SCR 등의 3단자 사이리스터나 SSR 등의 2단자 사이리스터를 이용할 수 있다.The phase control circuit is connected to an AC power supply line and is provided with a thyristor as a phase control switch element. The phase control circuit can control the dimming output mode by phase controlling and outputting the AC power supply voltage. In this invention, since the circuit structure for phase control is not specifically limited, this existing type of circuit can be employ | adopted suitably. Typically, a configuration in which a pair of thyristors are anti-parallel connected, a configuration in which thyristors are connected to opposite connection points of the diode bridge, and the like can be selectively used. As the thyristor, three-terminal thyristors such as SCR or two-terminal thyristors such as SSR can be used.
전류 센서는, 위상 제어 회로의 출력 전류를 감시하는 수단이지만, 구체적인 수단은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 전류 변성기, 전류 검출용 저항기, 반도체 전류 검출기 등을 적절히 이용할 수 있다. 또한, 전류 센서의 삽입 위치는, 위상 제어 회로의 출력 전류를 감시 가능하면 특정의 회로 위치에 한정되지 않는다. 예를 들면, 위상 제어 회로의 출력 전류만이 흐르는 위치라도 좋고, 모든 부하전류가 흐르는 위치라도 좋다.The current sensor is a means for monitoring the output current of the phase control circuit, but the specific means is not particularly limited. For example, a current transformer, a current detection resistor, a semiconductor current detector, or the like can be appropriately used. The insertion position of the current sensor is not limited to a specific circuit position as long as the output current of the phase control circuit can be monitored. For example, the position where only the output current of a phase control circuit flows may be sufficient, and the position which all the load current flows through may be sufficient as it.
그렇게 해서, 전류 센서로부터의 감시 출력은, 후술하는 제어수단에 제어 입력하여, 전류 출력에 따라서 필요한 제어 동작을 제어수단에 행하게 한다. 한편, 모든 부하전류가 흐르는 위치에 전류 센서를 삽입하고 있으면, 직전원 출력모드시에도 부하전류를 감시하여 과전류 보호 등의 원하는 제어를 행하는 것이 가능하게 된다.Thus, the monitoring output from the current sensor is inputted to the control means described later to cause the control means to perform the necessary control operation in accordance with the current output. On the other hand, if the current sensor is inserted at the position where all the load currents flow, it is possible to monitor the load current and perform desired control such as overcurrent protection even in the direct power output mode.
릴레이는, 위상 제어 회로에 병렬적으로 접속하고 있고, 위상 제어 회로를 바이패스하는 것에 의해, 위상 제어 회로를 경유하는 일 없이 교류 전압을 직접 조광장치로부터 출력하는 직전원 출력모드를 위한 전로(電路)를 형성한다. 따라서, 릴레이는, 위상 제어 회로에만 병렬 접속할 뿐만 아니라, 위상 제어 회로를 포함하고 있으면 다른 회로 요소, 예를 들면 리액터 등을 포함한 직렬 회로에 병렬 접속하는 것을 허용한다.The relay is connected in parallel to the phase control circuit, and bypasses the phase control circuit, thereby bypassing the phase control circuit, and converting the direct current output mode for directly outputting an alternating voltage from the dimmer without using the phase control circuit. ). Accordingly, the relay not only connects in parallel to the phase control circuit but also allows the parallel connection to a series circuit including other circuit elements, for example, a reactor, if the phase control circuit is included.
또한, 본 발명에 있어서, 릴레이의 구체적인 구성은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 전자(電磁) 릴레이나 전자(電子) 릴레이 등이라도 좋다.In addition, in this invention, the specific structure of a relay is not specifically limited. For example, an electronic relay, an electronic relay, etc. may be sufficient.
제어수단은, 조광장치를 조광출력모드 및 직전원 출력모드의 어느 쪽으로도 전환 가능하게 제어하는 수단이다. 조광출력모드는, 위상 제어 회로를 작동시켜 부하에 공급하는 전류를 위상 제어하여 조명 부하를 조광제어하는 경우에 이용하는 동작 모드이다. 이에 대해서, 직전원 출력모드는, 위상 제어 회로를 개의치 않고 직접 교류 전원 전압을 출력하는 동작 모드이다. 그리고, 예를 들면 무빙 라이트 등이라고 칭해지는 원격 조정되는 연출용의 가동식 조명장치 등의 전원으로서 조광장치를 이용하는 경우에 이용할 수 있다.The control means is a means for controlling the dimming device so as to be switchable in either the dimming output mode or the direct power output mode. The dimming output mode is an operation mode used for dimming control of an illumination load by operating a phase control circuit to phase control a current supplied to the load. In contrast, the direct power output mode is an operation mode in which the AC power supply voltage is directly output regardless of the phase control circuit. And it can be used, for example, when using a light control apparatus as a power supply, such as a movable lighting apparatus for directing remote control called a moving light.
제어수단은, 직전원 출력모드일 때에 이하의 제어를 행한다.The control means performs the following control in the direct power output mode.
1. 직전원 출력을 개시하는 경우1. When starting the direct power output
(1) 최초로, 위상 제어 회로를 교류 전원 전압의 제로크로스타이밍으로 ON시킨다.(1) First, the phase control circuit is turned on by zero cross-timing of the AC power supply voltage.
(2) 다음에, 전류 센서가 감시한 위상 제어 회로의 출력 전류가 소정치 이하가 되었을 때에 릴레이를 ON시킨다. 이 때, 릴레이에는 돌입전류는 흐르지 않기 때문에, 전류정격이 비교적 작은 소형의 릴레이를 이용할 수 있다.(2) Next, the relay is turned on when the output current of the phase control circuit monitored by the current sensor becomes equal to or less than a predetermined value. At this time, since no inrush current flows through the relay, a small relay having a relatively small current rating can be used.
그렇게 해서, 교류 전원 전압이 조광장치로부터 직접 출력되어 직전원 출력모드가 된다. 한편, 상기에 있어서, 소정치란, 부하의 돌입전류를 흐르게 한 후에 출력 전류가 저하하여 일정치에 달했을 때의 전류치이며, 그 값은 릴레이의 허용 전류치이면 좋다. 또한, 조광장치가 직전원 출력모드로 작동하고 있을 때, 위상 제어 회로는, OFF상태이더라도 좋고, 직전원 출력 개시시부터 ON상태를 계속하고 있어도 좋다. 어느 경우이더라도, 릴레이가 ON하고 있으므로, 교류 전원 전압이 직접 출력된다.Thus, the AC power supply voltage is output directly from the dimmer to enter the direct power output mode. In the above description, the predetermined value is a current value when the output current decreases after reaching the load inrush current and reaches a constant value, and the value may be a allowable current value of the relay. In addition, when the dimmer is operating in the direct power output mode, the phase control circuit may be in the OFF state or may be in the ON state from the start of the direct power output. In either case, since the relay is ON, the AC power supply voltage is directly output.
2. 직전원 출력을 정지하는 경우2. When stopping the direct power output
(1) 최초로, 릴레이를 OFF시킨다. 한편, 위상 제어 회로가 OFF 상태일 때는 릴레이를 OFF시키기 전에 위상 제어 회로를 ON상태로 해 둔다. 그렇게 해서, 릴레이의 OFF시에는 위상 제어 회로가 ON상태이기 때문에, 릴레이 접점이 아크를 당기는 일은 없다.(1) First, turn off the relay. On the other hand, when the phase control circuit is OFF, the phase control circuit is turned ON before the relay is turned OFF. Thus, since the phase control circuit is ON when the relay is OFF, the relay contact does not draw an arc.
(2) 다음에, 위상 제어 회로를 OFF시킨다. 위상 제어 회로가 OFF하는 경우, 그 사이리스터가 교류 전압의 제로크로스로 OFF하도록 구성해 두는 것이 바람직하다.(2) Next, the phase control circuit is turned off. When the phase control circuit is turned off, the thyristor is preferably configured to be turned off at zero cross of an alternating voltage.
또한, 제어수단은, 조광출력모드일 때에는 다음의 제어를 행한다. 즉, 릴레이를 OFF시켜서, 위상 제어 회로에 위상 제어 신호를 공급하여 위상 제어 동작을 행하게 한다.Further, the control means performs the following control in the dimming output mode. That is, the relay is turned off to supply the phase control signal to the phase control circuit so as to perform the phase control operation.
또한, 제어수단은, 마이콘 및 DSP(디지털 시그널 프로세서)등의 디지털 디바이스를 주체로서 구성하는 것이 적합하다. 한편, 상술의 각종 제어를 행하기 위해서는, 디지털 디바이스로부터의 제어 출력을 D/A컨버터를 경유하여 제어 신호를 얻을 수 있다.In addition, it is suitable that the control means mainly comprises digital devices such as a microphone and a digital signal processor (DSP). On the other hand, in order to perform the above-mentioned various control, a control signal can be obtained via the control output from the digital device via the D / A converter.
그 외의 구성으로서, 소망에 의해 예를 들면 리액터를 위상 제어 회로에 직렬 접속하여 위상 제어 회로 및 리액터의 직렬 회로에 병렬로 릴레이를 접속할 수 있다. 리액터는, 사이리스터의 ON에 의한 dV/dt의 큰 전압 기동에 수반하는 부하전류의 기동을 완만하게 하여 잡음 발생을 억제한다. 한편, 리액터 및 위상 제어 회로의 직렬 회로에 대해서 릴레이를 병렬 접속할 수 있다.As another configuration, if desired, for example, a reactor can be connected in series to a phase control circuit, so that a relay can be connected in parallel to the phase control circuit and the series circuit of the reactor. The reactor smoothly starts the load current accompanying the large voltage start of dV / dt by turning on the thyristor and suppresses the generation of noise. On the other hand, a relay can be connected in parallel with the series circuit of a reactor and a phase control circuit.
제 2 발명은, 리액터를 위상 제어 회로에 직렬 접속하는 경우에 있어서, 제 1 릴레이를 ON할 때의 리액터의 임피던스의 영향을 없애도록 한 구성이다. 즉, 제 2 발명에 있어서는, 리액터에 제 2 릴레이를 병렬 접속하고, 또한 직전원 출력모드에 있어서, 출력을 개시할 때에는 제어수단을 하여 최초로 제 2 릴레이를 ON시키고 리액터를 단락(短絡)해 두고 나서, 제 1 발명에 있어서의 시퀀스와 같이 위상 제어 회로를 ON시키고 돌입전류를 흘리고, 그 출력 전류가 소정치 이하가 되었을 때에 위상 제어 회로에 병렬 접속하는 릴레이(이 형태에 있어서는, 제 2 릴레이와의 구별을 용이하게 하기 위해, 이하 제 1의 릴레이라고 한다.)를 ON시킨다.2nd invention is a structure which removes the influence of the impedance of a reactor at the time of turning on a 1st relay, when connecting a reactor to a phase control circuit in series. In other words, in the second invention, the second relay is connected in parallel to the reactor, and in the direct power output mode, when the output is started, the control means is used to turn on the second relay for the first time and the reactor is short-circuited. Then, as in the sequence of the first invention, the phase control circuit is turned on and the inrush current flows, and a relay connected in parallel to the phase control circuit when the output current reaches a predetermined value or less (in this embodiment, the second relay and the In order to facilitate differentiation of the ", "
그렇게 해서, 직전원 출력모드로서의 교류 전원 전압을 출력할 수 있다. 제 2 발명에 있어서는, 제 1 릴레이를 ON할 때까지의 동안, 제 2 릴레이를 ON시켜 두므로, 제 1 릴레이를 ON할 때의 리액터의 임피던스의 영향을 없앨 수 있다. 한편, 직전원 출력모드중, 위상 제어 회로 및 제 2 릴레이는 OFF 상태 및 ON상태의 어느 쪽으로 해 두어도 좋다.Thus, the AC power supply voltage in the direct power output mode can be output. In the second aspect of the invention, the second relay is turned on until the first relay is turned on, so that the influence of the impedance of the reactor when the first relay is turned on can be eliminated. On the other hand, in the direct power output mode, the phase control circuit and the second relay may be in either the OFF state or the ON state.
다음에, 출력을 정지할 때에는, 전술의 제 1 발명에 있어서와 같은 시퀀스로 한다.Next, when the output is stopped, the same sequence as in the first invention described above is assumed.
제 3 발명은, 리액터를 위상 제어 회로에 직렬 접속하는 경우에 있어서, 직전원 출력모드를 정지할 때에도 리액터의 임피던스의 영향을 없애도록 한 구성이다. 즉, 제 3 발명에 있어서는, 리액터를 위상 제어 회로에 직렬 접속하는 경우로서, 제 2 발명에 있어서와 같이 리액터에 제 2 릴레이를 병렬 접속하고, 또한 직전원 출력모드에 있어서, 출력을 개시할 때에는 제어수단을 하여 최초로 제 2 릴레이를 ON시키고 리액터를 단락해 두고 나서, 제 1 발명에 있어서의 시퀀스와 같이 위상 제어 회로를 ON시키고, 그 출력 전류가 소정치 이하가 되었을 때에 위상 제어 회로에 병렬 접속하는 제 1 릴레이를 ON시킨다. 이 점에 있어서, 제 3 발명은 제 2 발명과 같다.According to a third aspect of the present invention, when the reactor is connected in series with the phase control circuit, the influence of the reactor impedance is eliminated even when the direct power output mode is stopped. That is, in the third invention, when the reactor is connected in series with the phase control circuit, the second relay is connected in parallel to the reactor as in the second invention, and when the output is started in the direct power output mode. After the control means is first turned on the second relay and the reactor is short-circuited, the phase control circuit is turned on as in the sequence of the first invention, and when the output current is below a predetermined value, the parallel connection is made to the phase control circuit. To turn on the first relay. In this respect, the third invention is the same as the second invention.
다음에, 직전원 출력모드에 있어서, 그 출력을 정지할 때에는, 미리 제 2 릴레이 및 위상 제어 회로를 ON상태로 해둔다. 따라서, 직전원 출력모드중, 제 2 릴레이 및 위상 제어 회로의 어느 한쪽 또는 양쪽 모두를 OFF시키고 있는 경우에는, 직전원 모드 정지에 앞서 OFF상태를 ON상태로 전환시키면 좋다. 상기의 준비가 되 면, 제 1 릴레이를 OFF시키고, 다음에 위상 제어 회로를 제로크로스로 OFF시킨다. 그리고, 마지막으로 제 2 릴레이를 OFF시킨다.Next, in the direct power output mode, when the output is stopped, the second relay and the phase control circuit are turned on in advance. Therefore, when either or both of the second relay and the phase control circuit are turned off in the direct power output mode, the OFF state may be switched to the ON state prior to the stop of the direct power mode. When the above preparation is made, the first relay is turned off, and then the phase control circuit is turned off at zero cross. Finally, the second relay is turned off.
그렇게 해서, 직전원 출력모드를 정지할 때에, 제 1 릴레이가 OFF할 때에는, 위상 제어 회로가 ON상태이기 때문에, 아크를 당기는 일이 없어져, 제 1 릴레이를 보호할 수 있다. 마지막으로, 제 2 릴레이를 OFF할 때에는 위상 제어 회로가 이미 OFF하고 있으므로, 제 2 릴레이도 보호된다.In this way, when the first relay is turned off when the direct power output mode is stopped, the phase control circuit is in the ON state, thereby eliminating arcing and protecting the first relay. Finally, since the phase control circuit is already OFF when the second relay is turned off, the second relay is also protected.
제 4 발명의 조광장치는, 자기소호형(自己消弧形) 제어 소자를 구비하는 것과 함께 교류 전원 라인에 삽입되어 교류 전압을 위상 제어하는 제 1 위상 제어 회로와;사이리스터를 구비하는 것과 함께 제 1 위상 제어 회로와 병렬로 접속하여 교류 전압을 위상 제어하는 제 2 위상 제어 회로와; 부하전류를 검출하는 부하전류 검출수단과; 부하전류 검출수단과 협동하여, 반파의 전기간에 걸쳐 도통시키고자 하는 경우에는 제 1 위상 제어 회로를 제로크로스 타이밍으로 ON시키는 것과 함께 제 1 위상 제어 회로에 소정치 이상의 출력 전류가 흘렀을 때에 제 2 위상 제어 회로를 ON시키고 제 1 위상 제어 회로를 OFF시키고, 제 2 위상 제어 회로를 흐르는 부하전류가 소정치 미만이 된 경우에는 제 1 의 위상 제어 회로를 ON시키고 제 2 위상 제어 회로를 OFF시키는 것과 함께 출력을 OFF할 때는 제 1 위상 제어 회로를 OFF시킨 후에 제 2 위상 제어 회로를 OFF시키는 제어수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.A dimming device of a fourth aspect of the present invention includes a first phase control circuit including a self-extinguishing control element and a phase control circuit inserted into an AC power supply line to control an AC voltage; A second phase control circuit connected in parallel with the first phase control circuit to phase control the AC voltage; Load current detecting means for detecting a load current; In the case of cooperating with the load current detecting means to conduct electricity between half-waves, the first phase control circuit is turned on at zero cross timing, and the second phase is generated when an output current of a predetermined value or more flows in the first phase control circuit. When the control circuit is turned on, the first phase control circuit is turned off, and the load current flowing through the second phase control circuit becomes less than a predetermined value, the first phase control circuit is turned on and the second phase control circuit is turned off. When the output is turned off, a control means is provided for turning off the first phase control circuit and then turning off the second phase control circuit.
제 1 위상 제어 회로는, 자기소호형 제어 소자를 구비하고 있고, 교류 전원 라인에 삽입되어, 교류 반파의 전기간에 걸쳐 도통하는 경우에는 후술하는 제어수 단에 의해 제어되어 제로크로스 타이밍으로 온 한다. 자기소호형 제어 소자로서는, 예를 들면 IGBT, MOSFET 등을 이용할 수 있다. 또한, 위상 제어로 ON했을 때에는 전류의 기동을 경사적으로 증가시키는, 소위 경사 제어 환언하면 리니어형의 ON동작을 행할 수 있다. 한편, 교류 전원 라인이란, 교류 전원과 부하의 사이를 접속하는 라인을 말한다.The first phase control circuit is provided with a self-extinguishing control element, and is inserted into an AC power supply line, and is controlled by the control means described later when turned on during the AC half-wave, and is turned on at zero cross timing. As the self-extinguishing control element, for example, an IGBT, a MOSFET or the like can be used. In addition, when it is ON by phase control, so-called inclination control which inclines the starting of an electric current, can perform linear ON operation | movement. In addition, an AC power supply line means the line which connects between an AC power supply and a load.
교류 전원 전압을 위상 제어하기 위한 회로 구성은, 특정의 회로에 한정되지 않는다. 예를 들면, 한 쌍의 자기소호형 제어 소자를 역극성으로 직렬 접속하고, 한 쌍의 자기소호형 제어 소자의 각각에 다이오드를 역극성으로 병렬 접속한 구성이나 다이오드 브리지의 대향하는 한 쌍의 정점 사이에 하나의 자기소호형 제어 소자를 접속한 구성 등을 이용할 수 있다.The circuit configuration for phase controlling the AC power supply voltage is not limited to a specific circuit. For example, a structure in which a pair of self-protected control elements are connected in series in reverse polarity, and a diode is connected in parallel in reverse polarity to each of the pair of self-protected control elements, or a pair of vertices facing the diode bridge The structure etc. which connected one self-protection type control element between can be used.
제 2 위상 제어 회로는, 제 1 위상 제어 회로에 병렬적으로 접속하여 후술하는 제어수단에 의한 제어에 의해 제 1 위상 제어 회로에 소정치 이상의 전류가 흘렀을 때에 ON되어 부하전류를 제어한다. 이 경우의 제어는, 교류 반파의 전기간에 걸치는 도통을 행하는 것이라도 좋고, 위상 제어를 행하는 것이라도 좋다. 교류 전원 전압을 위상 제어 가능하게 하기 위한 회로 구성은, 특정의 회로에 안정되지 않기 때문에, 기존의 이 종류의 회로를 적절히 채용할 수 있다. 전형적으로는, 한 쌍의 사이리스터를 역병렬 접속한 구성 등을 이용할 수 있다. 사이리스터로서는, SCR 등의 3단자 사이리스터나 SSR 등의 2단자 사이리스터를 이용할 수 있다.The second phase control circuit is connected to the first phase control circuit in parallel and is turned on when a current equal to or greater than a predetermined value flows in the first phase control circuit by control by a control means described later to control the load current. The control in this case may be conducted through conduction between the AC half-waves, or may be performed to control phase. Since the circuit configuration for enabling phase control of the AC power supply voltage is not stable to a specific circuit, this existing circuit of this kind can be appropriately employed. Typically, a configuration in which a pair of thyristors are connected in parallel and in parallel can be used. As the thyristor, three-terminal thyristors such as SCR or two-terminal thyristors such as SSR can be used.
부하전류 검출수단은, 부하전류를 검출하는 수단이다. 부하전류를 검출하기 위한 구체적인 수단은 특정의 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 전류 변성기, 전류 검출용 저항기, 반도체 전류 검출기 등을 적절히 이용할 수 있다. 또한, 부하전류 검출수단의 삽입 위치는, 부하전류를 검출 가능하면 특정의 회로 위치에 한정되지 않는다. 예를 들면, 위상 제어장치의 출력단과 제 1 및 제 2 위상 제어 회로와의 사이에 직렬적으로 삽입하는 것이 바람직하다. 그러나, 요약하면, 한 쌍의 전류 검출수단을 제 1 및 제 2 위상 제어 회로의 각각 직렬로 접속하는 것에 의해 분산하여 배치할 수도 있다. 그렇게 해서, 부하전류 검출수단의 검출 출력은, 후술하는 제어수단에 제어 입력하여, 필요한 제어 동작을 행하게 한다.The load current detecting means is means for detecting a load current. Specific means for detecting the load current is not limited to the specific configuration. For example, a current transformer, a current detection resistor, a semiconductor current detector, or the like can be appropriately used. In addition, the insertion position of the load current detecting means is not limited to a specific circuit position as long as the load current can be detected. For example, it is preferable to insert in series between the output terminal of a phase control apparatus, and the 1st and 2nd phase control circuit. In summary, however, the pair of current detection means may be distributedly arranged by connecting the first and second phase control circuits in series, respectively. In this way, the detection output of the load current detecting means is controlled by inputting the control means described later to perform the necessary control operation.
제어수단은, 부하전류 검출수단과 협동하여, 교류 반파의 전기간에 걸치는 도통을 행하는 경우에는 다음의 제어를 행한다.The control means cooperates with the load current detecting means to perform the following control when conducting conduction between the AC half-waves.
(1) 제 1 위상 제어 회로를 제로크로스 타이밍으로 ON시킨다.(1) The first phase control circuit is turned on at zero cross timing.
(2) 제 1 위상 제어 회로에 소정치 이상의 전류가 흘렀을 때에는 제 2 위상 제어 회로를 ON시키고, 또한 제 1 위상 제어 회로를 OFF시킨다. 한편, 이 경우의 소정치란, 부하전류가 기동하여 확실히 사이리스터를 ON할 수 있는 정도 이상의 전류치이면 좋다.(2) When a current equal to or greater than a predetermined value flows through the first phase control circuit, the second phase control circuit is turned on and the first phase control circuit is turned off. On the other hand, the predetermined value in this case may be a current value that is at least as high as the load current can be started and the thyristor can be surely turned on.
(3) 부하전류가 소정치 미만이 되었을 때에는, 제 1 위상 제어 회로를 ON시키고, 또한 제 2 위상 제어 회로를 OFF시킨다. 한편, 이 경우의 소정치는, 제 2 위상 제어 회로의 사이리스터가 ON할 수 없게 되는 우려가 생기기 직전 정도의 전류치 이상이면 좋다. (3) When the load current falls below a predetermined value, the first phase control circuit is turned on and the second phase control circuit is turned off. In addition, the predetermined value in this case may be more than the electric current value of the grade just before the possibility that the thyristor of a 2nd phase control circuit will be unable to turn ON.
(4) 부하전류를 OFF시키는 경우, 제 1 위상 제어 회로를 OFF시킨 후에 제 2 위상 제어 회로를 OFF시킨다. 제 2 위상 제어 회로는 게이트 신호가 차단 후 제로 크로스 위상으로 OFF 한다.(4) When the load current is turned off, the second phase control circuit is turned off after the first phase control circuit is turned off. The second phase control circuit is turned off to zero cross phase after the gate signal is interrupted.
또한, 제어수단은, 마이콘 및 DSP(디지털 시그널 프로세서) 등의 디지털 디바이스를 주체로서 구성하는 것이 적합하다. 한편, 상술의 각종 제어를 행하기 위해서는, 디지털 디바이스로부터의 제어 출력을 D/A컨버터를 경유하여 제어 신호를 얻을 수 있다.In addition, it is suitable that the control means mainly comprises digital devices such as a microphone and a digital signal processor (DSP). On the other hand, in order to perform the above-mentioned various control, a control signal can be obtained via the control output from the digital device via the D / A converter.
제 1 발명에 있어서는, 사이리스터를 구비한 위상 제어 회로에 릴레이를 병렬적으로 접속하여, 직전원 출력모드에 있어서, 제어수단이 출력을 개시할 때에는 교류 전원 전압의 제로크로스의 타이밍으로 위상 제어 회로를 ON시켜서, 위상 제어 회로의 출력 전류가 소정치 이하가 되었을 때에 릴레이를 ON시키고 교류 전원 전압을 직접 출력하여 직전원 출력모드로 할 수 있고, 직전원 출력을 정지할 때에는, 릴레이를 OFF시키고 나서 위상 제어 회로를 OFF시키므로, 직전원 출력모드로 전환하는 회로 구성이 간단함과 함께, 비교적 작은 전류정격의 릴레이를 사용하여 직전원 출력모드에의 전환이 가능하고, 게다가 비교적 염가로 소형의 조광장치를 제공할 수 있다.In the first invention, a relay is connected in parallel to a phase control circuit having a thyristor, and in a direct power output mode, when the control means starts output, the phase control circuit is operated at a timing of zero cross of the AC power supply voltage. When the output current of the phase control circuit reaches a predetermined value or less, the relay can be turned on and the AC power supply voltage can be directly output to the direct power output mode.When the direct power output is stopped, the relay is turned off to turn off the phase. Since the control circuit is turned OFF, the circuit configuration for switching to the direct power output mode is simple, and switching to the direct power output mode can be performed by using a relatively small current rating relay. Can provide.
제 2 발명에 있어서는, 위상 제어 회로에 직렬로 리액터를 접속하는 경우에, 리액터에 병렬로 제 2 릴레이를 접속하고, 직전원 출력모드로 할 때에 위상 제어 회로에 병렬하는 제 1 릴레이를 ON하기 이전에 제 2 릴레이를 ON시켜 두는 것에 의해, 제 1 발명의 효과에 더하여, 제 1 릴레이를 ON할 때까지의 사이에 있어서 리액터의 임피던스가 회로에 영향을 주지 않도록 할 수 있다.In the second aspect of the present invention, when the reactor is connected in series to the phase control circuit, the second relay is connected in parallel to the reactor, and before the first relay parallel to the phase control circuit is turned on when the direct power output mode is set. By turning ON the second relay, the impedance of the reactor can be prevented from affecting the circuit until the first relay is turned ON, in addition to the effect of the first invention.
제 3 발명에 있어서는, 위상 제어 회로에 직렬에 리액터를 접속하는 경우에, 리액터에 병렬로 제 2 릴레이를 접속하고, 직전원 출력모드로 할 때에 위상 제어 회로에 병렬하는 제 1 릴레이를 ON하기 이전에 제 2 릴레이를 ON시켜 두는 것과 함께, 직전원 출력모드를 정지할 때에 미리 위상 제어 회로 및 제 2 릴레이를 ON해두고 나서 제 1 릴레이를 OFF상태로 하고, 다음에 위상 제어 회로를 OFF하고, 마지막으로 제 2 릴레이를 OFF하는 것에 의해, 제 1 및 제 2 발명의 효과에 더하여, 직전원 출력모드를 정지할 때에 제 1 및 제 2 릴레이를 보호할 수 있다.In the third aspect of the present invention, when a reactor is connected in series to a phase control circuit, a second relay is connected in parallel to the reactor, and before turning on the first relay parallel to the phase control circuit when the direct power output mode is set. The second relay is turned on, and when the direct power output mode is stopped, the first relay is turned off after the phase control circuit and the second relay are turned on in advance, and then the phase control circuit is turned off. Finally, by turning off the second relay, in addition to the effects of the first and second inventions, the first and second relays can be protected when the direct power output mode is stopped.
제 4 발명에 있어서는, 다음의 1.∼4.의 효과를 이룬다.In the fourth invention, the following effects of 1. to 4. are achieved.
1. 위상 제어장치의 정격이 예를 들면 1kW이지만, 100W정도 이하의 부하가 해당 위상 제어장치에 접속된 경우와 같이 경부하이더라도, 부하전류 검출수단과 협동한 제어수단에 의한 제어에 의해, 제 1 위상 제어 회로가 제 2 위상 제어 회로를 자동적으로 대신하여 작동한다. 이 때문에, 제 2 위상 제어 회로의 사이리스터가 경부하를 위해서 점호 실패하여 부하전류 파형에 맞지 않은 혼란이 생기는 것을 방지할 수 있다.1. Although the rating of the phase control device is 1 kW, for example, even if the load of about 100 W or less is a light load such as when connected to the phase control device, the control by the control means which cooperates with the load current detection means, The first phase control circuit automatically operates in place of the second phase control circuit. For this reason, it is possible to prevent the thyristor of the second phase control circuit from firing for light load and causing confusion that is inconsistent with the load current waveform.
2. 부하전류의 기동시에는 최초로 제 1 위상 제어 회로의 자기소호형 제어 소자가 ON하므로, 제로크로스 부근의 전류의 부족이, 사이리스터가 최초부터 ON하는 경우와 비교하여 작아진다. 2. When the load current is activated, the self-protection type control element of the first phase control circuit is first turned on, so that the shortage of current near zero cross is smaller than when the thyristor is turned on from the beginning.
3. 부하전류가 커지면, 사이리스터가 ON하므로, 정격이 비교적 작은 자기소호형 제어소자를 제 1 위상 제어 회로에 사용할 수 있기 때문에, 비용을 저감 할 수 있다. 3. When the load current increases, the thyristor turns on, so that a self-repeating control element having a relatively small rating can be used for the first phase control circuit, thereby reducing the cost.
4. 부하전류를 OFF시킬 때는, 제 1 위상 제어 회로를 OFF시킨 후에 제 2 위상 제어 회로를 OFF시키므로, 유도 부하가 접속하고 있는 경우이더라도, 제로크로스로 출력 전류를 OFF할 수 있기 때문에, 킥백전압의 발생을 방지할 수 있다.4. When the load current is turned off, the second phase control circuit is turned off after the first phase control circuit is turned off. Therefore, even when the inductive load is connected, the output current can be turned off by zero cross, so the kickback voltage is reduced. Can be prevented.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 형태를 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated with reference to drawings.
도 1 및 도 2는, 제 1 발명의 위상 제어장치를 실시하기 위한 일형태로서의 조광장치를 나타내고, 도 1은 회로도, 도 2는 직전원 출력모드에 있어서의 각 부의 타이밍 차트이다. 본 형태에 있어서, 조광장치는, 위상 제어 회로(1), 리액터(2), 전류 센서(3), 릴레이(4) 및 제어수단(5)을 구비하고, 입력단이 교류 전원(6)에 접속하고, 조광출력모드 및 직전원 출력모드의 어느 한쪽을 소망에 따라 전환하여 부하(7)를 힘을 가하도록 구성되어 있다. 한편, 부하(7)에는, 조광출력모드시에 주로 조명 부하, 예를 들면 백열전구가 이용된다. 또한, 직전원 출력모드시에는, 전술의 연출용의 가동식 조명장치 등 다양한 부하를 접속할 수 있다.1 and 2 show a dimming device as one embodiment for implementing the phase control device of the first invention, FIG. 1 is a circuit diagram, and FIG. 2 is a timing chart of each part in the direct power output mode. In this embodiment, the dimmer includes a
위상 제어 회로(1)는, 교류 전원(6)으로부터 부하(5)에 이르는 교류 전원 라인(8)에 삽입되고 있고, 사이리스터를 구비하고 있다. 사이리스터는, 그 한 쌍(1a,1b)이 역병렬 접속되고 있다. 또한, 사이리스터(1a,1b)로서 SCR이 이용되고 있다.The
리액터(2)는, 위상제어 회로(1)와 그 출력단측에 있어서 직렬 접속되고 있다.The
전류 센서(3)는, 교류 전원 라인(8)에 흐르는 적어도 위상 제어 회로(1)의 출력 전류를 감시하여, 그 검출 데이터를 후술하는 제어수단(5)에 제어 입력하는 수단이다. 그리고, 본 형태에 있어서는 전류 변성기가 교류 전원 라인(8)에 삽입되고 있다.The
릴레이(4)는, 그 접점이 위상 제어 회로(1)에 대해서 병렬적으로 접속되고 있다. 본 형태에 있어서는, 위상 제어 회로(1) 및 리액터(2)의 직렬 회로에 대해서 병렬 접속되고 있다. 그리고, 후술하는 제어수단(5)에 의해서 릴레이(4)의 ON, OFF가 제어된다.The
제어수단(5)은, 마이콘을 주체로서 구성되고 있고, 조광출력모드 및 직전원 출력모드를 전환하는 것과 함께, 각각의 모드에 따른 필요한 제어를 행한다. 또한, 제어수단(5)은, 교류 전원(6)으로부터 직류를 얻어 힘이 가해지는 것과 함께, 전류 센서(3)에서 감시된 위상 제어 회로(1)의 출력 전류의 검출 신호가 제어 입력되어, 필요한 제어를 위해서 연산을 행하여 각종 제어 신호를 발생하여 위상 제어 회로(1) 및 릴레이(4)를 제어한다.The control means 5 is comprised mainly by a micon, switches a dimming output mode and a direct power output mode, and performs necessary control according to each mode. In addition, the control means 5 obtains a direct current from the
이하, 도 2를 참조하여 제어 동작을 설명한다. 한편, 도면에 있어서, (a)는 조광장치의 출력전압 파형, (b)는 부하전류 파형, (c)는 위상 제어 회로(1)의 사이리스터의 게이트 신호, (d)는 릴레이의 제어 신호이다.Hereinafter, the control operation will be described with reference to FIG. 2. In the figure, (a) is an output voltage waveform of the dimmer, (b) is a load current waveform, (c) is a thyristors gate signal of the
직전원 출력모드에 의해 부하(7)에 통전할 때에, 제어수단(5)은, 최초로 시점 t1에서 위상 제어 회로(1)에 (c)에 나타내는 게이트 신호를 공급하여 이것을 ON시킨다. 그 결과, (a)에 나타내는 출력전압이 위상 제어 회로(1)로부터 부하(7)에 인가된다. 이 때, (b)에 나타내는 부하전류가 돌입전류가 되어도, 그 돌입전류는 위상 제어 회로(1)를 통과한다. 그렇게 해서, 전류 센서(3)가 감시하는 부하전류가 소정치 Ia 이하가 되었을 때에, 제어수단(5)은, 시점 t2에서 릴레이(4)에 (d)에 나타내는 제어 신호를 공급하여 이것을 ON시킨다. 그 결과, 위상 제어 회로(1)이 단락되어, 부하전류는, 릴레이(4)를 경유하여 부하(7)에 흐르게 되어, 직전원 출력모드에의 전환이 완료한다.When energizing the
다음에, 직전원 출력모드를 정지할 때에는, 제어수단(5)은, 최초로 릴레이(4)에 대한 (d)에 나타내는 제어신호의 공급을 시점 t3에서 정지하여 이것을 OFF시킨다. 다음에, 시점 t4에서 위상 제어 회로(1)에 (c)에 나타내는 게이트 신호의 공급을 정지하여 이것을 OFF시킨다. 그 결과, 위상 제어 회로(1)가 제로크로스로 OFF하므로, (a)에 나타내는 출력전압이 소실하여, 이것에 따라서 (b)에 나타내는 부하전류가 차단되어 직전원 출력모드가 정지한다.Next, when stopping the direct power output mode, the control means 5 first stops the supply of the control signal shown in (d) to the
조광출력모드에 의해 부하(7)를 조광할 때에, 제어수단(5)은, 릴레이(4)를 OFF시켜서, 위상 제어 회로(1)에 소요(所要)에 위상 제어된 게이트 신호를 공급하여 위상 제어를 행하게 한다.When dimming the
도 3 및 도 4는, 제 2 발명의 위상 제어장치를 실시하기 위한 일형태로서의 조광장치를 나타내고, 도 3은 회로도, 도 4는 직전원 출력모드에 있어서의 각 부의 타이밍 차트이다. 한편, 도 1 및 도 2와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 설명은 생략한다.3 and 4 show a dimming device as one embodiment for implementing the phase control device of the second invention, FIG. 3 is a circuit diagram and FIG. 4 is a timing chart of each part in the direct power output mode. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as FIG. 1 and FIG. 2, and description is abbreviate | omitted.
본 형태는, 도 3에 나타내는 바와 같이 제 2 릴레이(9)를 리액터(2)에 병렬 접속하고 있고, 또한 제어수단(5)이 제 2 릴레이(9)를 이하 도 4를 참조하여 설명 하는 소정의 타이밍으로 동작시키도록 제어하고 있는 점에서, 도 1 및 도 2에 나타내는 형태와 다르다. 한편, 부호 4는, 제 1 릴레이라고 칭하여 제 2 릴레이(9)와 구별하기 쉽게 한다.In this embodiment, as shown in FIG. 3, the second relay 9 is connected in parallel to the
다음에, 도 4를 참조하여 제어 동작을 설명한다.Next, the control operation will be described with reference to FIG.
직전원 출력모드에 의해 부하(7)에 통전할 때에, 제 1 수단(5)은, 최초로 시점 t01에서 (e)에 나타내는 바와 같이 제 2 릴레이(9)에 대해서 제어신호를 공급하고, 제 2 릴레이(9)를 ON시킨다. 이것에 의해 리액터(2)는 단락상태가 되어, 그 임피던스가 직전원 출력 회로에 영향을 주지 않게 된다.When energizing the
다음에, 위상 제어 회로(1)에 (c)에 나타내는 게이트 신호를 공급하여 이것을 ON시킨다. 그 결과, (a)에 나타내는 출력전압이 위상 제어 회로(1)로부터 부하(7)에 인가된다. 이 때, (b)에 나타내는 부하전류가 돌입전류가 되어도, 그 돌입전류는 위상 제어 회로(1)를 통과한다. 그렇게 해서, 전류 센서(3)가 감시하는 부하전류가 소정치 Ia 이하가 되었을 때에, 제어수단(5)은, 시점 t2에서 제 1 릴레이(4)에 (d)에 나타내는 제어 신호를 공급하여 이것을 ON시킨다. 또한 그 후, 제어수단(5)은, (e)에 나타내는 바와 같이 시점 t02에서 제 2 릴레이(9)에 대한 제어 신호를 정지하고, 제 2 릴레이(9)를 OFF시킨다. 이것에 의해, 직전원 출력모드에의 전환이 완료한다.Next, the gate signal shown in (c) is supplied to the
다음에, 직전원 출력모드를 정지할 때, 제어수단(5)은, 최초로 제 1 릴레이(4)에 대한 (d)에 나타내는 제어 신호의 공급을 시점 t3에서 정지하여 이것을 OFF시킨다. 다음에, 시점 t4에서 위상 제어 회로(1)에 (c)에 나타내는 게이트 신 호의 공급을 정지하여 이것을 OFF시킨다. 그 결과, 위상 제어 회로(1)가 제로크로스로 OFF하므로, (a)에 나타내는 출력전압이 소실하여, 이에 따라서 (b)에 나타내는 부하전류가 차단되어 직전원 출력모드가 정지한다.Next, when stopping the direct power output mode, the control means 5 first stops the supply of the control signal shown in (d) to the
조광출력모드에 의해 부하(7)를 조광할 때에, 제어수단(5)은, 제 1 릴레이(4) 및 제 2 릴레이(9)를 OFF시켜서, 위상 제어 회로(1)에 소요에 위상 제어된 게이트 신호를 공급하여 위상 제어를 행하게 한다.When dimming the
도 5는, 제 3 발명의 위상 제어장치를 실시하기 위한 일형태로서의 조광장치의 직전원 출력모드에 있어서의 각 부의 타이밍 차트이다. 한편, 본 형태에 있어서, 회로도는, 도 3에 나타내는 제 2 발명에 있어서의 일형태의 것과 같다. 또한, 도 4로 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 설명은 생략한다.Fig. 5 is a timing chart of each part in the direct power output mode of the dimmer as one embodiment for implementing the phase control device of the third invention. In addition, in this form, a circuit diagram is the same as that of one form in 2nd invention shown in FIG. 4, the same code | symbol is attached | subjected to the same part, and description is abbreviate | omitted.
다음에, 도 3 및 도 5를 참조하여 제어 동작을 설명한다.Next, the control operation will be described with reference to FIGS. 3 and 5.
직전원 출력모드에 의해 부하(7)에 통전할 때에, 제어수단(5)은, 최초로 시점 t01에서 (e)에 나타내는 바와 같이 제 2 릴레이(9)에 대해서 제어 신호를 공급하고, 제 2 릴레이(9)를 ON시킨다. 이것에 의해 리액터(2)는 단락상태가 되어, 그 임피던스가 직전원 출력회로에 영향을 주지 않게 된다.When energizing the
다음에, 위상 제어 회로(1)에 (c)에 나타내는 게이트 신호를 시점 t1에서 공급하여 이것을 ON시킨다. 그 결과, (a)에 나타내는 출력전압이 위상 제어 회로(1)로부터 부하(7)에 인가된다. 이 때, (b)에 나타내는 부하전류가 돌입전류가 되어도, 그 돌입전류는 위상 제어 회로(1)를 통과한다. 그렇게 해서, 전류 센서(3)가 감시하는 부하전류가 소정치 Ia(-Ia) 이하가 되었을 때에, 제어수단(5)은, 시점 t2 에서 제 1 릴레이(4)에 (d)에 나타내는 제어신호를 공급하여 이것을 ON시킨다. 이것에 의해, 직전원 출력모드에의 전환이 완료하므로, 교류 전압을 직전원 출력할 수 있다. 한편, 본 형태에 있어서는, 직전원 출력모드중, 위상 제어 회로(1) 및 제 2 릴레이(9)는, (c) 및 (e)에 나타내는 바와 같이 제어되고 있기 때문에, ON상태로 유지되고 있다.Next, the gate signal shown by (c) is supplied to the
직전원 출력모드를 정지할 때에는, 제어수단(5)은, 최초로 제 1 릴레이(4)에 대한 (d)에 나타내는 제어 신호의 공급을 시점 t3에서 정지하여 이것을 OFF시킨다. 다음에, 시점 t4에서 위상 제어 회로(1)에 (c)에 나타내는 게이트 신호의 공급을 정지하여 이것을 제로크로스로 OFF시킨다. 마지막으로, 제 2 릴레이(9)를 (e)에 나타내는 바와 같이 시점 t5에서 OFF상태로 전환하면, 직전원 출력모드가 정지한다. 이것에 의해, (a)에 나타내는 출력전압이 소실하여, 이에 따라서 (b)에 나타내는 부하전류가 차단되어 직전원 출력모드가 정지한다.When stopping the direct power output mode, the control means 5 first stops the supply of the control signal shown in (d) to the
그렇게 해서, 릴레이(9)는, OFF할 때에 상기와 같이 이미 부하전류가 차단되고 있으므로, 직전원 출력모드를 정지할 때에도 리액터(2)의 임피던스의 영향이 없어져, 보호된다.In this way, since the load current is already interrupted as described above when the relay 9 is turned off, the influence of the impedance of the
조광출력모드에 의해 부하(7)를 조광할 때에, 제어수단(5)은, 제 1 릴레이(4) 및 제 2 릴레이(9)를 OFF시켜서, 위상 제어 회로(1)에 소요에 위상 제어된 게이트 신호를 공급하여 위상 제어를 행하게 한다.When dimming the
도 6 및 도 7은, 제 4 발명의 조광장치를 실시하기 위한 일형태를 나타내고, 도 6은 회로도, 도 7은 각 부의 타이밍차트이다. 본 형태에 있어서, 조광장치는, 제 1 위상 제어 회로(11), 제 2 위상 제어 회로(12), 부하전류 검출수단(13) 및 제어수단(14)을 구비하고, 부하(15)를 위상 제어된 교류 전류에 의해 조광점등하도록 구성되어 있다. 한편, 부하(15)에는, 조명 부하로서 예를 들면 백열전구가 이용된다.6 and 7 show one embodiment for implementing the light modulation apparatus of the fourth invention, FIG. 6 is a circuit diagram, and FIG. 7 is a timing chart of each part. In this embodiment, the dimmer includes a first
제 1 위상 제어 회로(11)는, 교류 전원(16)으로부터 부하(15)에 이르는 교류 전원 라인(17)에 삽입되고 있고, 자기소호형 제어 소자를 구비하고 있다. 자기소호형 제어 소자는, 그 한 쌍(11a,11b)이 역직렬 접속되는 것과 함께 다이오드(11c,11d)가 도면에 나타내는 바와 같이 각각 역병렬 접속되고 있다. 또한, 자기소호형 제어 소자(11a)로서 IGBT가 이용되고 있다.The first
제 2 위상 제어 회로(12)는, 제 1 위상 제어 회로(11)와 병렬로 접속되고 있고, 사이리스터를 구비하고 있다. 사이리스터는, 그 한 쌍(12a,12b)이 역병렬 접속되고 있다. 또한, 사이리스터(12a,12b)로서 SCR이 이용되고 있다.The second
부하전류 검출수단(3)은, 교류 전원 라인(17)에 흐르는 부하전류를 검출하는 수단으로서, 본 형태에 있어서는 전류 변성기가 교류 라인에 삽입되고 있다.The load current detecting
제어수단(14)은, 마이콘을 주체로서 구성되고 있어, 교류 전원(16)으로부터 직류를 얻어 힘이 가해지는 것과 함께, 부하전류 검출수단(13)으로 검출된 부하전류가 제어 입력하여, 제 1 위상 제어 회로(11) 및 제 2 위상 제어 회로(12)를 후술하는 바와 같이 제어한다.The control means 14 is composed mainly of the micon, the direct current is obtained from the
다음에, 도 7의 타이밍 차트에 기초하여 각 제어의 타이밍을 설명한다. 도면에 있어서, (a)는 출력전압 파형, (b)는 출력 전류 파형, (c)는 제 1 위상 제어장 치에 있어서의 한쪽의 극성의 게이트 신호 파형, (d)는 마찬가지로 다른쪽의 극성의 게이트 신호 파형, (e)는 제 2 위상 제어 회로에 있어서의 게이트 신호 파형을, 각각 시간을 일치시켜 나타내고 있다. 한편, 도 7에서는 전기간에 걸쳐 도통시키고자 하는 경우를 나타내고 있다.Next, the timing of each control is demonstrated based on the timing chart of FIG. In the figure, (a) is an output voltage waveform, (b) is an output current waveform, (c) is a gate signal waveform of one polarity in the first phase control device, and (d) is similarly the other polarity. The gate signal waveform of (e) shows the gate signal waveform in the second phase control circuit in a manner consistent with time. On the other hand, in FIG. 7, the case where it intends to conduct over electricity is shown.
즉, 부하(15)를 반파의 전기간에 걸쳐 도통시켜 점등 개시할 때, 제어수단(14)은, 최초로 시점 t1에 있어서, (c)의 게이트 신호를 제 1 위상 제어장치(1)에 공급한다. 이것에 의해 자기소호형 제어소자(1a)가 ON하므로, (a)의 출력전압 및 (b)의 출력 전류가 기동한다. 이 때, 부하(5)가 백열전구이기 때문에, (b)의 출력 전류는 러쉬 전류가 되어 커진다.In other words, when the
그렇게 해서, 시점 t1 후의 근접한 시점 t2에 있어서, 부하전류가 미리 설정한 소정치 x를 넘으면, 제어수단(14)은, (e)의 게이트 신호를 제 2 위상 제어 회로(12)에 공급 개시하는 것과 함께 (c)의 게이트 신호의 공급을 정지한다. (e)의 게이트 신호에 의해 제 2 위상 제어 회로(12)의 사이리스터(12a,12b)가 교류 전압의 반파마다 교대로 ON한다. 또한, (c)의 게이트 신호의 공급 정지에 의해 제 1 위상 제어 회로가 정지한다. 그 결과, (a)의 출력전압 및 (b)의 출력 전류는, 상기 기동에 연속하여 제 2 위상 제어 회로(12)를 경유하여 교류 반파의 거의 전기간에 걸쳐서 흘러 부하(15)에 공급되므로, 부하(15)의 백열전구는, 전체 광점등한다.Thus, when the load current exceeds the predetermined value x set in advance at the adjacent time point t2 after the time point t1, the control means 14 starts to supply the gate signal of (e) to the second
다음에, 부하전류가 소정치 x를 밑돌았을 경우는, 시점 t3 이후 (c) 및 (d)의 게이트 신호가 제 1 위상 제어장치(11)에 공급된다. 이것에 의해 자기소호형 제어 소자(11a,11b)가 교대로 ON하므로, (a)의 출력전압 및 (b)의 출력 전류가 연 속하여 부하(15)에 흐른다. 또한, 시점 t3에 있어서, (e)의 게이트 신호의 제 2 위상 제어 회로(12)에의 공급이 정지된다.Next, when the load current falls below the predetermined value x, the gate signals of (c) and (d) are supplied to the first
부하전류가 상기와 같이 소정치 x 이하 상태에서 제 1 위상 제어 회로(11)가 동작하고 있을 때, 위상 제어장치의 동작을 정지하는 경우에 대해서 설명한다. 정지에 앞서는 시점 t4에 있어서, (e)의 게이트 신호를 제 2 위상 제어 회로(12)에 공급 개시하여 사이리스터(12a,12b)를 교대로 ON시켜 두고 나서, (c) 및 (d)의 게이트 신호의 공급을 정지하여 제 1 위상 제어 회로(11)의 동작을 정지시킨다. 그리고, 시점 t5에 있어서, (e)의 게이트 신호의 제 2 위상 제어 회로(12)에의 공급을 정지하여 제 2 위상 제어 회로(12)의 동작을 정지시킨다. 그러면, 부하전류는, 제로크로스 위상으로 차단되기 때문에, 비록 유도 부하가 접속되고 있어도, 부하전류 차단시에 킥백전압이 발생하지 않게 된다.The case where the operation of the phase control device is stopped when the first
이상의 동작 설명에 있어서는, 위상 제어 동작에 대해 언급하지 않지만, 간단하게 설명하면 이하와 같다. 즉, 도통 개시의 위상에 있어서, (c) 또는 (d)의 게이트 신호를 소망 위상으로 제 1 위상 제어 회로(11)에 공급하여 위상 제어된 경사 제어에 의한 부하전류를 기동하여, 부하전류가 소정치를 넘으면, (e)의 게이트 신호를 제 2 위상 제어 회로(12)에 공급하여 사이리스터(12a,12b)를 ON시키면, 비록 경부하이더라도 전류 파형이 부족이 없는 위상 제어를 행할 수 있다. 한편, 부하전류가 소정치 x를 밑돌았을 경우에는, 제 1 위상 제어 회로(11)가 위상 제어 동작을 행한다. 또한, 부하전류가 소정치 이하 상태에서 제 1 위상 제어 회로(11)가 동작하고 있을 때, 위상 제어 동작을 정지하는 경우는, 상술과 같이 정지에 앞서 제 2 위상 제어 회로(12)를 동작시키고 나서 제 1 위상 제어 회로(11)의 동작을 정지시켜, 그 후 제 2 위상 제어 회로(12)의 동작을 정지하면 좋다.In the above operation description, the phase control operation is not mentioned, but is briefly described as follows. That is, in the phase at which conduction starts, the gate signal of (c) or (d) is supplied to the first
도 1은 제 1 발명의 위상 제어장치를 실시하기 위한 일형태로서의 조광장치의 회로도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The circuit diagram of the light control apparatus as one form for implementing the phase control apparatus of 1st invention.
도 2는 마찬가지로 직전원 출력모드에 있어서의 각부의 타이밍 차트.Fig. 2 is a timing chart of each part in the direct power output mode similarly.
도 3은 제 2 발명의 위상 제어장치를 실시하기 위한 일형태로서의 조광장치의 회로도.FIG. 3 is a circuit diagram of an illuminating device as one embodiment for implementing the phase control device of the second invention. FIG.
도 4는 마찬가지로 직전원 출력모드에 있어서의 각부의 타이밍 차트.4 is a timing chart of each part in the direct power output mode in the same manner.
도 5는 제 3 발명의 위상 제어장치를 실시하기 위한 일형태로서의 조광장치의 직전원 출력모드에 있어서의 각 부의 타이밍 차트.Fig. 5 is a timing chart of each part in the direct power output mode of the dimming device as one embodiment for implementing the phase control device of the third invention.
도 6은 제 4 발명의 조광장치를 실시하기 위한 일형태로서의 조광장치의 회로도.Fig. 6 is a circuit diagram of a dimmer device as one embodiment for implementing the dimmer device of the fourth invention.
도 7은 마찬가지로 각 부의 타이밍 차트7 is similarly the timing chart of each part
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 위상 제어 회로 1a,1b : 사이리스터1:
2 : 리액터 3 : 전류 센서2: reactor 3: current sensor
4 : 릴레이 5 : 제어수단4: relay 5: control means
6 : 교류 전원 7 : 부하6: AC power supply 7: load
8 : 교류 전원 라인 11 : 제 1 위상 제어 회로, 8: ac power line 11: first phase control circuit,
11a,11b : 자기 소호형 제어 소자 11c,11d : 다이오드11a, 11b: magnetic extinguishing
12 : 제 2 위상 제어 회로 12a,12b : 사이리스터12 second
13 : 부하전류 검출수단 14 : 제어수단13 load current detection means 14 control means
15 : 부하 16 : 교류 전원15
17 : 교류 전원 라인17: AC power line
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