JPS5929404Y2 - 零電位制御回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は無雑音電力制御が可能な零電位制御回路に関す
るものである。

サイリスクを用いる電力制御方式として、従来より位相
制御あるいはオンオフ制御が用いられている。

位相制御は交流電圧の任意の位相でサイリスクをトリガ
することにより、負荷電力を制御する方式であるが、負
荷へ流れる電流の立上りが急激であるために雑音電波が
発生し、放送周波数へ妨害をおよぼす。

このため雑音除去フィルターが必要である。

また、オンオフ制御は、例えば温度などの信号でサイリ
スタのオンオフを制御する方式であるが、そのオン信号
は温度などによって制御され、交流電源電圧とは無関係
なものである。

したがって、サイリスクのトリガ位相が交流電源電圧の
零電位近傍であることはまれで、その大半は零電位以外
のところにあり、位相制御と同様、オン信号が入力され
る毎に雑音が発生する。

一方、零電位制御は、か＼る雑音発生のない電力制御を
可能にするもので、負荷を流れる電流が零の時点、すな
わち交流電源電圧の電圧値が零の点を通過するどきにサ
イリスクをオンまたはオフさせることにより放送周波数
の妨害をできるだけ少なくするとともに、併せて雑音除
去フィルターを不要とするものである。

この制御方式で用いられる回路は、従来の電力制御方式
で用いられる回路より遥かに廉価に構成でき、しかも小
型であるため、温度制御など多方面で用いられている。

ところで交流電圧が零電圧点を通過中にサイリスクに流
れる電流を遮断することは、サイリスクに流れる電流が
サイリスクの保持電流以下になれば、サイリスクはオフ
することからして側ら問題とはならない。

しかしながら零電圧点でサイリスクをオンさせるために
は、零電圧点でサイリスクにゲートトリガ信号を供給す
るための零電位制御回路が必要である。

第１図はかかる零電位制御回路の従来の例を示す図であ
る。

図中３は双方向導通形３端子サイリスク（以下単にサイ
リスクと記す）であって、交流電源１に負荷２と直列に
接続されている。

交流電源１は普通の商用電源である６なお、４はサイリ
スクのゲート電源、５は第１アノード電極である。

６はゲートトリガ信号を供給するための直流電源であっ
て、温度などによってスイッチされるゲート制御スイッ
チ７およびこれに直列に接続されたゲート電流制限抵抗
８を介してサイリスタ３のゲート電極４に・接続されて
いる。

抵抗９，１０およびトランジスタ１１．１２は零電位検
出回路を構成しており、トランジスタ１１のエミッタお
よびトランジスタ１２のベースは共通接続され、サイリ
スタ３の第１アノード電極５および交流電源の一端に接
続されている。

さらにトランジスタ１１のベースおよびトランジスタ１
２のエミッタは共通接続され、バイアス抵抗９と１０を
介して前記交流電源の他端と一端とに接続されている。

トランジスタ１１のコレクタおよびトランジスタ１２の
コレクタは共通接続されてサイリスタ３のゲート電極４
に接続され、ゲート電流の分路を構成している。

か＼る構成において、交流電源１から交流電圧が印加さ
れると、サイリスタ３の第１アノード電極５に接続され
る交流電源の一端を基準として交流電源の他端が正の電
圧の場合トランジスタ１１のベースにはづイアス抵抗９
を介してベース電流が流れ、トランジスタ１１はオンと
なる。

−力負電圧の場合には、トランジスタ１２のベース、エ
ミッタ、バイアス抵抗９および交流電源１の閉回路が構
成され、トランジスタ１２のベースに電流が流れるので
、トランジスタ１２がオンとなる。

従って、トランジスタ１１およびトランジスタ１２の両
者が同時にオフとなるのは交通電源１の電圧が零電圧近
傍で、しかもトランジスタ１１および１２がオン状態を
維持するために必要なベース電流を供給できない低い電
圧区域のみである。

トランジスタ１１および１２はサイリスタ３のゲート電
流の分路を構成しているので、サイリスタ３のゲート電
極にはトランジスタ１１と１２の双方がオフ状態になる
交流電圧の零電位近傍の位相でのみ直流電源６からゲー
トトリガ信号が印加され、サイリスタ３はトリガされる
。

それ以外の位相でのトリガは禁止される。

すなわち零電位検出回路の動作によ−って、ゲート制御
スイッチ７の開閉に同期して直流電源６から連続的に供
給されるゲート電流は、零電位の極く近傍の間のみサイ
リスタ３のゲート電極４に流れるので、確実に零電位制
御が行われるのである。

従来の零電位制御回路によれば、以上のようにして零電
位制御がなされるものの、以下のような不都合が生じる
ことはさけられなかった。

すなわち、トランジスタ１１および１２はサイリスタ３
のゲート電流の分路を構成しているので、これらのトラ
ンジスタを完全にオンさせようとする場合、交流電源電
圧が正の電圧範囲では、ゲート電流をトランジスタ１１
の直流電流増幅率で除したバイアス電流が必要であり、
また、負の電圧範囲ではトランジスタ１２のエミッタ電
流、すなわちサイリスタ３のゲート電流に等しいバイア
ス電流を抵抗９を介して流す必要がある。

第２図ａに交流電圧波形を第２図すにトランジスタ１１
と１２のオンオフの状態を示しているが正の電圧範囲で
はバイアス電流が小さいので抵抗９による電圧降下が小
さく、交流電圧の値がほぼトランジスタ１１のペースエ
ミッタ間電圧ＶＢＥのところでトランジスタ１１はスイ
ッチするが、負の電圧範囲では抵抗９を介してゲート電
流を流すため、電圧降下ｖＴが大きく、トランジスタ１
２はこの電圧降下ｖＴでスイッチする。

このため、サイリスタ３のゲートトリガ電流が大きい場
合電圧降下ｖＴはますます大きくなり、負の電圧範囲で
ゲート制御スイッチ７がオンすると交流電圧が−ｖＴの
とき、すなわち零位相の点からはなれたところでサイリ
スタ３がトリガされて雑音が発生する不都合が生じる。

一方、抵抗９による電圧降下ｖＴを小さくするために抵
抗９の抵抗値を小さくすると、抵抗９における消費電力
が大きくなり、発熱などによる実装上の不都合が生じる
。

本考案はか＼る従来の零電位制御回路に存在する不都合
の排除を意図してなされたもので、ゲート電流などに影
響されることのない改良された零電位制御回路を提供す
るものである。

第３図は本考案の一実施例にかかる零電位相検出回路を
示す図で、図示するようにトランジスタ１１とは逆極性
のゲート電流分流用トランジスタ１２を第１図で示した
従来の回路へ付加するとともにトランジスタ１１のコレ
クタとトランジスタ１３のエミッタとを共通接続し、ま
た、トランジスタ１２のコレクタをトランジスタ１３の
ベースに接続した回路構成がとられている。

第３図で示した本考案の零電位制御回路においては、交
流電圧が負の電圧範囲にあるとき、バイアス抵抗９には
サイリスタ３のゲート電流をトランジスタ１３の直流電
流増幅率で除した値の電流すなわち、トランジスタ１２
のベース電流およびトランジスタ１３のベース電流のみ
が流れ、ゲート電流は、トランジスタ１３で分路される
。

従ってバイアス抵抗９における電圧降下は非常に小さく
、その値ははソトランジスタ１３のペースエミッタ間電
圧（ＶＢＢ）ｆ’ｆｆ度であり、第２図Ｃに示すように
、トリガ位相点は零位相に極めて近いものとなる。

このため放送周波妨害雑音の発生が極めて小さくなり、
雑音除去フィルターを使用する必要は全くなくなる。

第４図は他の実施例であり、ゲート回路７とサイリスタ
３のゲート電極４との間にトランジスタ１４およびゲー
ト電流制限抵抗１５を直列に接続し、トランジスタ１４
のベースにゲート電流を分路するトランジスタ１３のエ
ミッタを接続することにより、トランジスタ１４をエミ
ッタホロワとして動作する構成を採ったものである。

か＼る構成によれば、分路トランジスタ１１および１３
へ流れる電流はトランジスタ１４の存在によって第３図
の回路のそれにくらべてトランジスタ１４の直流電流増
幅重分の１であり、従って、バイアス抵抗９による電圧
降下により一層小さくなり妨害雑音の発生が大幅に軽減
される。

このため大きなゲート電流の場合でも確実に零電位制御
を行うことができる。

以上の実施例でも明らかなように本考案によれば１個の
トランジスタを従来の回路へ付加するのみで、ゲート電
流の大小に影響されることのない零電位制御を確実に行
うことができ、雑音防止フィルターの排除、あるいは回
路接置の小型化などの実装面での効果が奏される。

なお、以上の説明はゲート電流を注入する場合について
述べたが、ゲート電流が負の場合には直流電源の極性を
逆にし、同時にトランジスタの極性も逆にすればよく、
またサイリスクは、これが単方向導通形のものであって
例等問題はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の零電位制御回路図、第２図は零電位制御
回路の動作を説明するための各部の波形図でａは交流電
源電圧波形、ｂ、ｃ分路トランジスタのオンオフ波形を
示す。 第３図および第４図は本考案にかかる零電位制御回路の
具体的な回路例を示す図である。 １・・・・・・交流電源、２・・・・・・負荷、３・・
・・・・双方向導通形３端子サイリスク、４・・・・・
・デート電極、５・・・・・・第１アノード電極、６・
・・・・・直流電源、７・・・・・・ゲート回路、８，
１５・・・・・・電流制限抵抗、９，１０・・・・・・
バイアス抵抗、１１，１２．１３・・・・・・分路トラ
ンジスタ、１４・・・・・・エミッタフォロワトランジ
スタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 交流電源の両端子間に負荷と直列に接続されるサイリス
   クのゲートに、ゲート制御スイッチおよびゲート電流制
   限用抵抗を介して接続されるゲートトリガ信号源となる
   直流電源を具備するとともに、さらに、コレクタが前記
   ゲート電流制限用抵抗のサイリスタのゲート電極へ接続
   される側の一端に接続され、エミッタが前記サイリスク
   のアノード電極と交流電源の一端との接続点に接続され
   、ベースが交流電源端子間に接続される少くとも２個の
   直列接続抵抗体の直列接続点に接続された第１のトラン
   ジスタと、同第１のトランジスタのベースおよびエミッ
   タにエミッタおよびベースが接続され、前記第１のトラ
   ンジスタと同極性である一第２のトランジスタと、同第
   ２のトランジスタのコレクタおよびベースにベースおよ
   びコレクタが各々接続され、前記第１のトランジスタの
   コレクタにエミッタが接続され、前記第１のトランジス
   タとは逆極性である第３のトランジスタとで構成した零
   電位検出回路を具備することを特徴とする零電位制御回
   路。