JPH113785A

JPH113785A - 電力調光機

Info

Publication number: JPH113785A
Application number: JP10132600A
Authority: JP
Inventors: Benoit Peron; ペロンブノワ
Original assignee: SGS Thomson Microelectronics SA; SGS Thomson Microelectronics Inc
Current assignee: STMicroelectronics SA; STMicroelectronics lnc USA
Priority date: 1997-04-29
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 1999-01-06
Also published as: FR2762725B1; DE69808366D1; FR2762725A1; US6294901B1; EP0875984A1; EP0875984B1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】負荷に直列に接続された両方向性のスイッチ
を含む電力調光機を開示する。【解決手段】交流電圧により電力が供給されており、
負荷と直列の関係に両方向性スイッチを含むタイプの電
力調光機であって、該スイッチが通常は閉じており、交
流電圧の各半波の時開くことが制御されている電力調光
機に関する。該スイッチは第１のゲートターンオフサイ
リスタにより形成され、高い値の抵抗が第１のゲートタ
ーンオフサイリスタのアノードとゲートの間に置かれて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば主電源が交
流電圧である電圧により電力が供給されている例えばラ
ンプである本質的に抵抗負荷の動作電力を調節する電力
調光機の分野に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は従来の調光機の基本図を示してい
る。この種の調光機はしばしば両方向スイッチが２つの
交流電圧供給端子４、５の間の白熱又はハロゲンランプ
２と直列に接続されたアイドル状態で開く様に動作する
トライアック１の使用に基づいている。

【０００３】トライアック１は回路（制御）３により制
御されている。この回路の機能は供給電圧Ｖの周波数の
２倍に等しい周波数でパルスをトライアック１のゲート
Ｇに終了パルスを供給することである。回路３は一般に
端子４と、ランプ２及びトライアック１の直列結合の中
点８に、それぞれ接続６、７により交流電圧から電力が
供給されている。回路３は供給電圧のそれぞれの半波の
始まりに対し、パルスの発生の時間を設定するため一般
に手動で制御される（図示していない）手段を有してい
る。

【０００４】図１に示す電力調光機の動作は図２に示し
ている。この図は時間測定の図の形で、ランプ２内の電
流ｉと、トライアック１の制御電圧ｖ１の例を示してい
る。信号ｖ１は振幅Ｖ１のパルス列に対応している。

【０００５】トライアック１のゲートＧにトリガ用の電
流がなければ、該トライアックは阻止され（非導通）、
ランプ２を通して電流が流れない（回路３の供給電流は
無視している。この電流はランプ２の高抵抗により非常
に小さく、それ故発光を生じない）。

【０００６】（図２の破線で示す）メインの半波の始ま
りには、ランプ内に電流がない。信号ｖ１のパルスＰの
立ち上がりに対応した時間ｔ１で、トライアック１はオ
ンになり、ランプ内の電流ｉが急速に大きくなりメイン
の正弦波に従う。トライアック１は各半波の終わり（時
間ｔ２）でオフになり、信号ｖ１の次のパルスの発生時
にオンになる。

【０００７】このような電力調光機に生ずる問題は、ト
ライアックのオンにより主要部に電波妨害が生ずること
である。これはトライアック１がそれぞれ閉じた時発生
するピーク電流が原因である。

【０００８】この問題を解決するため、誘導性容量フィ
ルタが一般に使用されている。

【０００９】図３はこの様なフィルタを備えた従来の電
力調光機の例を示している。

【００１０】インダクタンスＬがランプ２とトライアッ
ク１の間に置かれトライアック１を閉じた時のピーク電
流をスムースにしている。インダクタンスＬはコンデン
サＣと関連を有している。このコンデンサＣはインダク
タンスＬとトライアック１の直列接続に並列に、即ち端
子４と８の間に接続されている。コンデンサＣはインダ
クタンスＬ内のエネルギーを制限するため使用されてい
る。インダクタンスＬとコンデンサＣの結合は一般にメ
インフィルタと呼ばれるフィルタを形成している。

【００１１】電力調光機にこの種のメインフィルタを使
用する欠点は、インダクタンスＬが特に大きく高価な素
子であることである。更に、インダクタンスが一体化で
きない。

【００１２】他の欠点は、該インダクタンスにより調光
機が低電力に設定された時ランプ“フリッカー（ｆｌｉ
ｃｋｅｒ）”の効果を生ずることである。事実低電力で
は、トライアックの保持電流はインダクタンスを通る電
流より高く、これによりトライアックの切替時に振動が
生ずる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来の調光機
の欠点を解決する新規な電力調光機を提示することを目
的としている。

【００１４】本発明は、より詳細には従来の調光機より
大きさの小さい新規な調光機を提示することを目的とし
ている。

【００１５】本発明は更にこのような調光機の一体化を
最大にすることを目的としている。

【００１６】本発明は、特に無線の周波数の妨害が主要
部に対し許容できる基準であり、低電力で正確に動作す
る電力調光機を提示することを目的としている。

【００１７】これらの目的と他の目的を達成するため、
本発明は負荷と直列に関連付けられた両方向性のスイッ
チを含むタイプで、交流電圧により電源が供給されてい
る負荷に対する電力調光機を提示しており、該スイッチ
は通常は閉じており交流電圧のそれぞれの半波に対し開
くように制御されていることを特徴としている。

【００１８】本発明の実施形態によれば、該スイッチは
整流用ブリッジにより両方向性を有して作られており、
該整流用ブリッジの２つの出力端子に整流された交流電
圧を発生している。

【００１９】本発明の実施形態によれば、該スイッチは
第１のゲートターンオフサイリスタにより形成されてい
る。

【００２０】本発明の実施形態によれば、高い値の抵抗
が第１のゲートターンオフサイリスタのアノードとゲー
トの間に置かれている。

【００２１】本発明の実施形態によれば、電力調光機は
第１のサイリスタと並列に第２のゲートターンオフサイ
リスタを含み、第１のサイリスタのゲートがツェナーダ
イオードを通り第２のサイリスタのカソードに接続さ
れ、第２のサイリスタのゲートが高い値の抵抗を通り第
２のサイリスタのアノードに接続され、更に第２のサイ
リスタのカソードが蓄積コンデンサを通り整流用ブリッ
ジの最も負の出力端子に接続されている。

【００２２】本発明の実施形態によれば、制御信号は第
１のサイリスタのゲートとそのアノードの間に加えられ
ており、第１のサイリスタが開放の時のトリップ電圧は
負か又はゼロである。

【００２３】本発明の実施形態によれば、制御信号は交
流供給電圧の周波数の２倍に等しい周波数で負又はゼロ
のパルス列からなる。

【００２４】本発明の実施形態によれば、少なくとも第
１のサイリスタのゲートが整流用ブリッジの最も負の出
力端子に少なくともトランジスタを通して接続されてお
り、該トランジスタの制御端子が整流用ブリッジの２つ
の出力端子の間の抵抗分割ブリッジの中点に接続されて
いる。

【００２５】本発明の実施形態によれば、トランジスタ
のターンオン閾値電圧が第１のサイリスタのターンオン
電圧より高くなるように、電圧分割ブリッジの大きさが
定められている。

【００２６】本発明の実施形態によれば、電力調光機は
スイッチが開く時スイッチングのピークを抑えるための
コンデンサを含んでいる。

【００２７】

【発明の実施の形態】同じ素子は異なる図面でも同じ参
照番号により示している。説明を明確にするため、本発
明を理解するため必要な素子のみを図に示しており、以
下に記載している。

【００２８】図４は、簡単な方法で本発明に基づく電力
調光機の第１の実施形態を示している。

【００２９】前述の様に、調光機は例えば主要部に接続
された２つの電力供給端子４及び５の間に負荷２と直列
に接続された両方向スイッチ１０により構成されてい
る。該調光機は更にスイッチ１０の制御（コントロー
ル）用の回路３も含み、該スイッチは例えば交流電圧ｖ
の２倍の周波数である周波数で例えばパルス列Ｖｃを与
えている。しかし本発明によれば、スイッチ１０は通常
は閉じており回路３’により開くことが制御できるスイ
ッチである。このように、交流供給電圧の各半波の間
に、スイッチを閉じることにより負荷を通して電流を通
過させる代わり、負荷はそれぞれの半波の始めに加えら
れ、更にスイッチはそれぞれの半波の間電力供給を遮断
し実効電流、従って負荷の電力を調節するため使用され
ている。

【００３０】コンデンサＣはスイッチ１０に並列に取り
付けられている、即ちコンデンサＣは端子４と、負荷２
がスイッチ１０に直列に接続されている中点８との間に
接続されている。ここでコンデンサＣの役目は、スイッ
チ１０が開いている時ランプ内の電流の増加を抑え無線
の周波数の妨害で交流供給電圧に影響を与えないことで
ある。

【００３１】図５は図４に示すように電力調光機の動作
を示し、更に時間測定の図の形で、例えば負荷２にかか
る電圧２と、電流１と、信号Ｖｃの波形を示している。

【００３２】スイッチ１０は通常閉じているので、導通
はゼロボルトから始まりｖ２ボルトでは電圧ゼロから交
流供給電圧の波形を取る（時間ｔ１０）。このようにラ
ンプ２を通る電流ｉの増加はスムースに生ずる。従っ
て、電流ｉを抑える誘導フィルタが必要でない。各半波
の時間ｔ１２では、パルスＰ’は信号Ｖｃとなり、スイ
ッチ１０は開き、ランプ２を通る電流ｉはコンデンサＣ
により抑えられる間減少する。スイッチ１０は各半波の
終わり近くで閉じる。

【００３３】コンデンサＣの値は交流電圧の振幅のピー
ク値に従い選ばれる。実際、クリティカルな動作点は供
給電圧ｖが最大の振幅である時間でスイッチ１０が開く
ことに対応している。この場合、スイッチ１０が閉じて
いる限りゼロであるコンデンサを通る電流は突然最大の
電流となる。特別な例として、１００ｎＦのコンデンサ
は主電源が２２０ボルトの場合に適している。このよう
なコンデンサの値は現在メインフィルタに使用されてい
るコンデンサに完全に適合している。

【００３４】図６は通常は閉じており本発明に基づき開
くことを制御できる両方向性スイッチの実施形態を示し
ている。

【００３５】この実施形態によれば、スイッチ１０は整
流用ブリッジ１１を内蔵したゲートターンオフサイリス
タ（ＧＴＯ）により形成される。ブリッジ１１は例え
ば、ダイオードブリッジＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４により
構成され、２つの入力端子４、８と整流された交流電圧
を与える２つの端子１４、１５とを含んでいる。ここに
示す例では、端子４は主電圧の位相（Ｐｈ）に接続され
ており、端子８はランプ２を通り中点（Ｎ）に接続され
ている。端子１４と１５はそれぞれ整流された交流電圧
の正の端子と接地の端子を示している。

【００３６】サイリスタＧＴＯは端子１４と１５に接続
されており、そのアノード（Ａ）は端子Ａに接続されて
いる。抵抗Ｒ_ONはサイリスタＧＴＯのアノードとゲート
の間に接続され、通常サイリスタを閉じている。

【００３７】サイリスタＧＴＯは好ましくは例えばＮＰ
Ｎ型バイポーラトランジスタＴであるトランジスタと関
連しており、該トランジスタのコレクタはサイリスタＧ
ＴＯのゲートに、又エミッタは端子１５に接続されてい
る。２つの抵抗Ｒ１とＲ２は端子１４と１５の間に直列
に接続されている。これらの直列の結合の中点はトラン
ジスタＴのベースに接続され、トランジスタＴのベース
電位を設定する分割ブリッジを構成している。

【００３８】抵抗Ｒ１とＲ２に関連したトランジスタＴ
の役目はサイリスタＧＴＯの制御をサイリスタＧＴＯの
ゲートとカソードＫの間に加えられたパルス性制御信号
Ｖｃからできるようにすることである。

【００３９】スイッチがランプ２の電力調光機を構成す
ることを意味している場合、サイリスタＧＴＯを開いた
時電流のピーク値を抑えるコンデンサＣは、例えば端子
４と８の間に接続されている。図６のコンデンサは端子
１５と１４の間のダイオードと直列にコンデンサを使用
し、値の小さい抵抗がこのダイオードと並列に取り付け
られた従来の構成（図示していない）と置き換えること
ができることに注意する必要がある。この場合、抵抗Ｒ
２は端子１４に接続されていないが、追加されたダイオ
ードを通り端子４と８に接続されており、抵抗Ｒ１とＲ
２にかかる電圧は整流された交流電圧の波形に従う。

【００４０】例えば図６に示すスイッチの動作を図７に
関連して以下に記載する。この図７は、時間測定の図の
形で、サイリスタＧＴＯのゲートとカソードの間の電圧
Ｖ_GKの（アノードとカソードの間の）サイリスタＧＴＯ
にかかる電圧Ｖ_AKの波形と、交流供給電圧ｖの１周期の
間にランプ２を通る電流ｉの波形を示している。

【００４１】図７の説明を簡単にするため、コンデンサ
Ｃがあることは考慮していない。このコンデンサは電圧
Ｖ_AKのエッジと以下に記載する電流ｉのエッジとをスム
ースにすることに注意することだけが必要である。

【００４２】明確にするため、図６に示すスイッチの動
作の電圧の振幅特性は主交流電圧の振幅に対して誇張し
ている。しかし、（１ボルトから２０ボルトのオーダー
の）これらの電圧は実際には交流供給電圧（例えば２２
０ボルト）よりかなり小さいことに注意する必要があ
る。

【００４３】半波の始まりで（時間ｔ１０で）、電流は
抵抗Ｒ_ONを通りサイリスタＧＴＯのゲートからそのカソ
ードに流れる。ＩｇｔがサイリスタＧＴＯのトリップ電
流で、Ｖ０が閉じた状態のサイリスタＧＴＯのゲート−
カソード電圧に対応した正の電圧を示す時、電圧Ｖ_AKが
電圧Ｖ’＝Ｒ_ON＊Ｉｇｔ＋Ｖ０に達すると（ｔ１１）す
ぐに電圧Ｖ_AKにより、信号Ｖｃの静止電圧の設定が下げ
られサイリスタＧＴＯがオンになる。時間ｔ１１で、電
圧Ｖ_AKは（１ボルトのオーダーの）値Ｖｔｈに低下す
る。この電圧ＶｔｈはサイリスタＧＴＯの閾値電圧に対
応しており、電流がランプ２を通り流れる。

【００４４】制御信号Ｖｃは交流供給電圧の周波数の２
倍である周波数で負又はゼロのパルス列により構成され
ている。

【００４５】時間ｔ１２で、信号Ｖｃは短い期間の負の
パルスを有していると仮定している。パルスのこの期間
はサイリスタＧＴＯのゲートからの全てのキャリアを取
り出しゲートを開くことにより設定される。パルスの負
又はゼロの電位はサイリスタＧＴＯがゲートからのキャ
リアの取り出しに耐えることを示す電流に基づき設定さ
れる。

【００４６】次にサイリスタＧＴＯは時間ｔ１２でオフ
となり、ランプ内の電流がなくなる。電圧Ｖ_AKは整流さ
れた交流電圧の形を取り、ＶｂｅをトランジスタＴのベ
ース−エミッタの電圧低下とすれば、Ｖｂｅ（Ｒ１＋Ｒ
２）／Ｒ１を越える。この時、トランジスタＴは飽和
し、制御電圧Ｖｃとは関係なく、電圧Ｖ_GKを０ボルトに
近い値（実際には、バイポーラトランジスタの飽和コレ
クタ−エミッタ電圧）に保たれる。

【００４７】トランジスタＴは電圧Ｖ_AKがＶｂｅ（Ｒ１
＋Ｒ２）／Ｒ１未満になる時間（ｔ１３）で、半波の終
わりの近くでオフになる。信号Ｖｃのパルスがなくなる
ので、サイリスタＧＴＯはオンになる。サイリスタＧＴ
Ｏは電圧Ｖ_AKがその閾値電圧Ｖｔｈ未満になるまで（時
間ｔ１４）閉じたままであり、次に電流は再び抵抗Ｒ_ON
とサイリスタＧＴＯのゲート及びカソードを通り、半波
の終わりと次の半波の始まりまで流れる。そして、前述
の動作が繰り返される。低い電流は時間ｔ１３とｔ１４
の間ランプを通して流れる。

【００４８】装置を正しく動作させるため、次の条件を
満たす必要がある。

【００４９】第１の動作条件は、電圧Ｖ’（Ｒ_ON＊Ｉｇ
ｔ＋Ｖ０）がＶｂｅ（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１未満であり、
サイリスタＧＴＯが各半波の始まりでオンになってから
トランジスタＴがオンになる必要があり、反対の場合サ
イリスタＧＴＯは永久にオフである。

【００５０】第２の条件は、半波の中央でパワーオンの
場合抵抗Ｒ_ONが高い値を有しサイリスタＧＴＯのゲート
を保護し、更に電位Ｖ０が低くなり（好ましくは、２０
ボルト以下）、電圧ゼロに可能な限り近くなるとサイリ
スタがオンになることである。

【００５１】第３の条件は、信号Ｖｃのパルスの期間が
トランジスタＴをオンにするのに十分長く、即ち電圧Ｖ
_AKが電圧Ｖｂｅ（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１になり、信号Ｖｃ
のパルスがなくなることである。この条件は図７に示し
ていないが、これはコンデンサＣの影響が無視できるか
らである。コンデンサＣがあれば勿論、時間ｔ１２での
電圧Ｖ_AKのピークが低くなり、これが信号Ｖｃのパルス
幅の条件である。

【００５２】全電力でランプ２を光らすため、信号Ｖｃ
のパルスは各半波の終わりにできるだけ近くに発生する
必要がある。

【００５３】最小の電力で動作させるため、信号Ｖｃの
パルスは各半波の始めにできるだけ近くにある。制御回
路が時間ｔ１０と時間ｔ１２を混同するように設計され
ているならば、信号Ｖｃのパルス幅は電圧Ｖ_AKがＶｂｅ
（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１になることを必要とする時間間隔
より大きくし、半波の終わりまでサイリスタＧＴＯがオ
フのままになるようにする必要がある。

【００５４】他の実現方策として、トランジスタＴと抵
抗Ｒ１及びＲ２はパルスではないが各半波の終わりまで
低い状態に（ゼロボルト又は負の電圧）ある制御信号を
与えることにより使用しないことができる。

【００５５】しかし、図６に示す実施形態の利点は電力
調光機について従来のパルス制御を行うことができるこ
とである。

【００５６】本発明の利点は、（誘導性素子でない）強
磁性体素子がないことにより電力調光機の重さと容積を
減らすことができることである。調光機の全ての構成素
子はコンデンサを除いて一体化できる。

【００５７】本発明の他の利点は、メインフィルタを必
要とする従来のスイッチとは逆に、スイッチが低電力で
切り替えられる時あらゆる振動を発生しないことであ
る。

【００５８】本発明の他の利点は、電力調光機が本質的
に簡単な構造で低電圧で動作する素子である制御素子を
有していることである。

【００５９】本電力調光機は２端子装置の形と見ること
ができ、一体化の形で実現されるこの種の調光機の配線
が簡単になる。これを行うため、調光機は回路に必要な
電力供給を行うことにより制御信号Ｖｃを発生する回路
（３’、図４）で交流供給電圧に対し他のあらゆる接続
を必要としない回路を一体化する必要がある。

【００６０】図８は本発明に基づく電力調光機の実施形
態を示しており、図６の回路の再現であるが制御サイリ
スタＧＴＯの制御に必要なパルスを発生する回路３’と
回路３’の電力供給手段１６を備えた実施形態である。

【００６１】この実施形態において、サイリスタＧＴＯ
のカソードは今度はカソード−ゲートサイリスタＴＨ１
を通り端子１５に接続されている。サイリスタＴＨ１の
ゲートはツェナーダイオードＤＺ１のアノードに接続さ
れ、該サイリスタのカソードはダイオードＤ５を通りサ
イリスタＧＴＯのカソードに接続されている。蓄積コン
デンサＣ１はダイオードＤＺ１のアノード１７と端子１
５の間に接続されている。コンデンサＣ１は制御回路
３’の電力供給手段を形成している。

【００６２】端子１７は可変抵抗Ｒｖを通りコンデンサ
Ｃ２の第１の端子に接続されている。該コンデンサＣ２
の第２の端子は端子１５に接続されている。コンデンサ
Ｃ２の第１の端子は更にツェナーダイオードＤＺ２を通
りサイリスタＴＨ２のゲートに接続されている。サイリ
スタＴＨ２のアノードはサイリスタＧＴＯのゲートに接
続され、そのカソードは端子１５に接続されている。

【００６３】サイリスタＧＴＯのスイッチングエッジを
抑えるための負荷（２、図６）とコンデンサ（Ｃ、図
６）は図８に示していない。

【００６４】コンデンサＣ１はそれにかかる電圧がツェ
ナーダイオードＤＺ１の閾値電圧に達しない限り各半波
の始めで充電される。ダイオードＤＺ１がアバランシェ
を始める時、サイリスタＴＨ１はオンになり、サイリス
タＧＴＯを通り流れる電流はサイリスタＴＨ１を通り流
れる。この操作は交流供給電圧の各半波について繰り返
され、定常状態ではある程度一定の電圧がコンデンサＣ
１に現れ、この電圧はツェナーダイオードＤＺ１の閾値
電圧に対応している。

【００６５】サイリスタＧＴＯを開くための制御パルス
の発生の時間（ｔ１２、図７）は可変抵抗Ｒｖにより設
定される。この抵抗はこの抵抗ＲｖとコンデンサＣ２に
より形成されるセルＲＣの時定数を調整する。コンデン
サＣ２にかかる電圧がツェナーダイオードＤＺ２の閾値
電圧を越える時、このダイオードはアバランシェを始
め、サイリスタＴＨ２をオンにし、ゲートからキャリア
が出ることによりサイリスタＧＴＯが開く。

【００６６】コンデンサＣ２の値はコンデンサＣ１の値
よりかなり小さく、コンデンサＣ１にかかる電圧はほぼ
一定値のままである。コンデンサＣ１とＣ２は低い電圧
のコンデンサであることに注意する必要がある。ツェナ
ーダイオードＤＺ２の閾値電圧はツェナーダイオードＤ
Ｚ１の閾値電圧より低くなるように選び、ダイオードＤ
Ｚ２はコンデンサＣ１の放電によりアバランシェを始め
る。

【００６７】パルスの期間はオンの時サイリスタＴＨ２
が取る時間により設定されサイリスタＧＴＯのゲートか
ら全てのキャリアが出る。これら全てのキャリアが取り
出されると、サイリスタＴＨ２は開く。抵抗Ｒ_ONはそこ
を流れる電流がサイリスタＴＨ２の保持電流より低くな
り、サイリスタＴＨ２を開くことができるように十分大
きいことに注意する必要がある。

【００６８】ツェナーダイオードＤＺ２のアノードとト
ランジスタＴのコレクタの間に取り付けられたダイオー
ドＤ６は、トランジスタＴがオンの時コンデンサＣ２を
放電する。このように、半波の始めと信号Ｖｃのパルス
の発生の時間ｔ１２の間の時間間隔は抵抗Ｒｖの所定値
に対し一定に保たれ、コンデンサＣ２の充電は各半波の
始めでゼロになる。サイリスタＴＨ２のアノードとトラ
ンジスタＴのコレクタの間に置かれたダイオードＤ７は
ダイオードＤ６を通りサイリスタＧＴＯのゲートに電流
が帰ることを防ぐ。

【００６９】サイリスタＴＨ１とＴＨ２のそれぞれのゲ
ートを端子１５に接続する抵抗Ｒ３とＲ４を与えること
ができる。この種の抵抗の使用は選択したサイリスタＴ
Ｈ１とＴＨ２の特性、特にそれぞれのゲート抵抗により
左右される。

【００７０】実施形態の特別な例として、図８に示す様
な回路は種々の構成要素に対し次の値で実現できる：Ｒ１＝４．７ｋΩ；Ｒ２＝２２０ｋΩ；Ｒ_ON＝８２ｋΩ；Ｒ３＝７５Ω；Ｒ４＝１０ｋΩ；Ｃ１＝２２０μＦ；Ｃ２＝２２０ｎＦ；

【００７１】Ｒｖは２．２ｋΩの固定抵抗（図示してい
ない）と直列に取り付けられた４７ｋΩの電位差計の抵
抗；ＤＺ１＝１３ボルト；ＤＺ２＝７．５ボルト。

【００７２】このような値の時、及び２２０ボルトの交
流供給電圧と３Ａの実効電流に対し、信号Ｖｃのパルス
の期間は１００μｓのオーダーである。

【００７３】図９は両方向性スイッチの第二の実施形態
を示しており、通常は閉じており本発明に基づき開くよ
うに制御される。

【００７４】この実施形態によれば、第２のゲートター
ンオフサイリスタ（ＧＴＯ’）は（図示していない）制
御回路に供給電圧Ｖａを発生するため使用されている。

【００７５】図６に示す実施形態のように、サイリスタ
ＧＴＯは整流用ブリッジの端子１４と１５の間に接続さ
れている。サイリスタＧＴＯ’のアノードは端子１４に
接続されており、そのカソードは蓄積コンデンサＣ１を
通り端子１５に接続されている。ツェナーダイオードＤ
Ｚ１はサイリスタＧＴＯのゲートとサイリスタＧＴＯ’
のカソードの間に接続されている。

【００７６】サイリスタＧＴＯのゲート（ダイオードＤ
Ｚ１のアノード）はパルス化された制御信号Ｖｃを加え
る正の端子１８を形成している。信号Ｖｃの発生回路は
図９に示していない。該発生回路は図８に示すような回
路、又はあらゆる他の適応型の従来の回路である。

【００７７】ダイオードＤ７はサイリスタＧＴＯのゲー
トと両極性トランジスタＴのコレクタの間に接続され、
該トランジスタのエミッタは端子１５に、又そのベース
は抵抗Ｒ１とＲ２の直列結合の中点に接続されている。
抵抗Ｒ_ONは今度は追加されたサイリスタＧＴＯ’のアノ
ードとゲートの間に置かれ、更にトランジスタＴのコレ
クタに接続されている。

【００７８】図９に示すような回路の動作は図６と図８
に関して述べた動作から理解できる。図８の素子と同じ
参照番号で図９に示した素子は同じ機能をする。従っ
て、ダイオードＤＺ１により蓄積コンデンサＣ１にかか
る電圧が設定される。各半波の始まりで、負荷（図示し
ていない）の導通回路はこの回路ではサイリスタＧＴ
Ｏ’により閉じている。ダイオードＤＺ１がアバランシ
ェを始めると、サイリスタＧＴＯはオンになり、負荷電
流はサイリスタＧＴＯを通り流れる。前述のように、サ
イリスタＧＴＯは信号Ｖｃの負又はゼロパルスによりオ
フになり、半波の終わりに閉じるまで信号Ｖｃの波形と
は関係なく半波の終わりに閉じるまで飽和にあるトラン
ジスタＴによりオフを保つ。

【００７９】図９に示す実施形態の利点は、電力消費が
サイリスタＧＴＯのオンの時の期間の間最小になる。実
際、負荷を通り流れる電流は電力供給装置の構成部品の
１つ（図８ではサイリスタＴＨ１）を通り流れる必要が
もはやない。ここでは、サイリスタＧＴＯは電力供給回
路のコンデンサＣ１の充電に関係するサイリスタ（ここ
では、サイリスタＧＴＯ’）と並列にある。

【００８０】このような実施形態の他の利点は、２つの
ゲートターンオフサイリスタと、第１のサイリスタのゲ
ートを第２のサイリスタのカソードに接続するツェナー
ダイオードとから構成される既存の素子を使用している
ことである。この種の素子は例えば、ＥＦＳの商標名で
ＳＧＳ−ＴＨＯＭＳＯＮＭＩＣＲＯＥＬＥＣＴＲＯＮ
ＩＣＳ社により製造されている。

【００８１】図１０は図９の実施形態と異なる他の実施
形態を示している。この図では両極性トランジスタＴが
ＭＯＳトランジスタＭに置き換えられている。この回路
の動作はこの変更により変わらない。

【００８２】図１０では、他の変更が示されている。そ
れはサイリスタＧＴＯと直列に第２のＭＯＳトランジス
タＭ’が追加されていることである。このトランジスタ
Ｍ’の役目はサイリスタＧＴＯと共にカソードタイプの
構成部分を形成し、サイリスタＧＴＯのカットオフの特
性を改善することである。これにより更に多くの電力で
動作することができる。この様な構成部分を実現するた
め、抵抗Ｒ５がトランジスタＭ’のゲートとサイリスタ
ＧＴＯのゲートの間に置かれ、信号Ｖｃはトランジスタ
Ｍ’のゲートに加えられる。

【００８３】本発明は当業者が容易に考えられる種々の
変更、改造及び改善を行うことができることは勿論であ
る。特に、種々の構成部品の大きさは電力調光機が使用
される応用により左右され、特に性能を維持することを
要求される最大電力に左右される。更に、図８に示す様
に他の制御回路３’と電力供給回路１６を使用すること
ができる。本発明に基づく回路をこのように変更された
回路に使用することを適用することは当業者の能力の範
囲内である。

【００８４】このような変更、改造及び改善はこの開示
の一部であり、本発明の精神と範囲内にある。従って、
前述の記載は一例であり、これに制限されない。本発明
は請求項に記載されたこと及びそれと同等のことにのみ
により定まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の技術の状態及び解決すべき問題を示す図
である。

【図２】従来の技術の状態及び解決すべき問題を示す図
である。

【図３】従来の技術の状態及び解決すべき問題を示す図
である。

【図４】本発明に基づく電力調光機の実施形態を示す。

【図５】本発明に基づく電力調光機の動作を時間測定の
図の形で示す。

【図６】本発明に基づく電力調光機を構成するスイッチ
の第１の実施形態を示す図である。

【図７】図６に示す様な回路の動作を時間測定の図の形
で示す。

【図８】制御回路及び該制御回路用の電力供給回路を含
んだ図６のスイッチを示す図である。

【図９】本発明に基づく調光機の第１の他の実施形態で
ある。

【図１０】本発明に基づく調光機の第２の他の実施形態
である。

【符号の説明】

１トライアック２負荷３、３’ 制御回路４、８、１４、１５、１８端子６、７接続１０スイッチ１１整流用ブリッジ１６電力供給回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】負荷（２）と直列な関係にある両方向ス
イッチ（１０）を含むタイプで、交流電圧（ｖ）の電力
が供給されている該負荷の電力調光機であって、該スイ
ッチ（１０）が整流用ブリッジ（１１）により両方向性
を有するように作られた第１のゲートターンオフサイリ
スタ（ＧＴＯ）により形成されており、該整流用ブリッ
ジの２つの出力端子（１４、１５）に整流された交流電
圧を発生し、該スイッチが通常は閉じており、交流電圧
のそれぞれの半波の時開くように制御されていることを
特徴とする電力調光機。
【請求項２】高い値の抵抗（Ｒ_ON）が第１のゲートタ
ーンオフサイリスタ（ＧＴＯ）のアノードとゲートの間
に置かれていることを特徴とする請求項１に記載の電力
調光機。
【請求項３】第１のサイリスタ（ＧＴＯ）と並列に第
２のゲートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ’）を含み、
第１のサイリスタのゲートがツェナーダイオード（ＤＺ
１）を通り第２のサイリスタのカソードに接続され、第
２のサイリスタのゲートが高い値の抵抗（Ｒ_ON）を通り
第２のサイリスタのアノードに接続され、更に第２のサ
イリスタのカソードが蓄積コンデンサ（Ｃ１）を通り整
流用ブリッジ（１１）の最も負の出力端子（１５）に接
続されていることを特徴とする請求項１に記載の電力調
光機。
【請求項４】制御信号（Ｖｃ）が第１のサイリスタ
（ＧＴＯ）のゲートとそのアノードの間に加えられてお
り、第１のサイリスタ（ＧＴＯ）が開放の時のトリップ
電圧が負か又はゼロであることを特徴とする請求項２又
は３に記載の電力調光機。
【請求項５】制御信号（Ｖｃ）が交流供給電圧（ｖ）
の周波数の２倍に等しい周波数で負又はゼロのパルス列
からなることを特徴とする請求項４に記載の電力調光
機。
【請求項６】少なくとも第１のサイリスタ（ＧＴＯ）
のゲートが整流用ブリッジ（１１）の最も負の出力端子
（１５）に少なくともトランジスタ（Ｔ，Ｍ）を通して
接続されており、該トランジスタの制御端子が整流用ブ
リッジ（１１）の２つの出力端子（１４、１５）の間の
抵抗分割ブリッジ（Ｒ１，Ｒ２）の中点に接続されてい
ることを特徴とする請求項５に記載の電力調光機。
【請求項７】トランジスタ（Ｔ，Ｍ）のターンオンの
閾値電圧が第１のサイリスタ（ＧＴＯ）のターンオン電
圧（Ｖ’）より高くなるように、電圧分割ブリッジ（Ｒ
１，Ｒ２）の大きさが定められていることを特徴とする
請求項６に記載の電力調光機。
【請求項８】スイッチ（１０）が開く時スイッチング
のピークを抑えるためのコンデンサ（Ｃ）を含んでいる
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載
の電力調光機。