JPS6110316A

JPS6110316A - ゼロボルトスイツチング回路におけるゼロボルト検知信号発生回路

Info

Publication number: JPS6110316A
Application number: JP59129935A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Saito; 義男斎藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1984-06-26
Filing date: 1984-06-26
Publication date: 1986-01-17
Anticipated expiration: 2009-07-27
Also published as: JPH0656946B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】Ｍ業上の利用分野交流電圧を制御！１１信号によりノイズを発生させずに
位相制御するゼロボルトスイッチング回路で負荷をＯＮ
、ＯＦＩ’させる回路に関するものである。

従来技術従来、ゼロボルトスイッチング回路において、交流電圧
のゼロボルトを検知し、その検知信号を発生芒ゼるのに
、該交流電圧の全波整流の電圧波形を利用していたう０の従来例の回路を第２図［示し説、明てる。

ロ工交流電源であり、トライアック３を介して負荷２に
接続されていて、パルストランス４を介して送られてく
るゼロボルト検知信号により前記トライアック３がスイ
ッチング動作をし、負荷２にかかる電圧のＯＮ　、　０
ＦＩＦ制御を行っている。

交流電源１はトランス５０１次側端子に接続され、その
２次側端子はダイオード４個を矩形に接続した全波整流
回路６の相対てろ２頂点に接続し他方の２頂点は抵抗７
およびコンデンサ８からなる位相補正回路９に接続され
、さらに抵抗７の一端はトランジスタ１００ベースに接
続さね、ている。

］１はコントロール回路であり、制御用の電源および制
御信号発生回路を有する。

同コントロール回路の制御信号の出力端子は前記トラン
ジスタ１０のコレク！に接続されるとともにトランジス
タ１２０ベースに接続されている。

同トランジスタ１２はコレツメ端子が前記パル、ストラ
ンス４０１次側の一端に接続されている。

マタハルヌトランス４のｌ　次側を工、コントロール回
路１１内の電源に接続されていて、２次側は前記トライ
アック３のゲートに接続されている。

以上のような回路構成のもとでその動作を第３図に示す
各部の波形を参照し、つつ説明てる。

第３図はトランス５０１次側における交流電圧の波形＠
、全波整流回路の出力端における全波整流電圧波形の、
位相補正回ｊ８９の出力端における位相補正電圧波形■
、コントロール回路１１の制御信号■、トランジスタ１
２のゲート信号（ゼロボルト検知信号）■および負荷１
ｚにかかる電圧波形のを示している。

全波整流されｇ電圧波形のは位相補正回路９により位相
遅れン生じ、電圧波形■のゼロボルトを境に前の電圧の
落ち込みが遅れるため次の電圧の立ち上１Ｊぐつと重な
ってゼロボルトよりわずかに高い電圧ン下限とする位相
補正電圧波形■が生じる。

同位相補正電圧はトランジスタ１０のゲートにかかるの
で同トランジスタ１０は該電圧がトランジスタ１０の動
作電圧（約０．　’６　Ｖ　）以上ならば導通状態とな
り動作電圧以下ならば非導通状態となる８しにかって同
トランジスタ１０のコＶクタに電圧が加わっているとき
、丁なわちコントロール回路１１からの＝１制制御分■
ｂｕｏＮ状態にあるときには、トランジスタ１０の導通
、非導通に工す、トランジスタ１２のゲート電圧■には
交流電圧波形■のゼロボルト付近でパルスな生じ、これ
力（ゼロボルト検知信号である。

このパルスは整寸制御信号■がＯＦＦ状態にあるときは
生じない。

同パルス電圧がトランジスタ］２のゲートに入力され、
同パルスがあったときのみトランジスタＪ２が導通し、
ノくシストランス４ン介してトライアラ態となってから
最初のパルスがトランジスタ１２のゲートに入力された
ゼロボルト位置で電圧力ゞ加わることになる。

このようにゼロボルトスイッチング動作をすることによ
り、急激な電流変化馨生じさせずノイズの発生を防止で
ることができろ。

しかし交流電源からの電圧波形が歪のない曲線を示し又
いる場合は問題がないが第６図の交流電源電圧波形のに
示すようなゼロボルトを垂直に横切るような歪波形をし
ているときは位相補正ン受ＶＴに電圧波形Ｏにおいてゼ
ロボルト付近での下限電圧の上昇が大きくトランジスタ
１０の動作電圧な上回わるおそれがある。

丁なわち全波整流電圧波形のはゼロボルト近辺でなお高
い電圧ン維持しているため、位相補正？受けたときにゼ
ロポルトン境に前の高い状態の電圧が遅れて落ち込み、
へ；のま冗高い状態の電圧と重なって位相補正電圧波形
■の下限電圧がより高い電圧を示すことになる。

しＴこがって位相補正電圧波形■の下限電圧がトランジ
スタ１．Ｏｆ７）動作電圧ン越えてしまったときは同ト
ランジスタ１０は常に導通状態となってトランジスタ１
２のゲート電圧ωにパルスが発生せず制御不能となる。

このように従来のゼロボルトスイッチング回路では歪交
流電源に対しては制御不能となる弱い面があつ１こ。

発明が解決しようとする問題点本発明はこのような欠点Ｙ克服し４その解決しようとす
る問題点は歪交流電源に対しても制御可能とでるため、
ゼロボルト検知信号を確実に発生させ、［うとする点に
ある。

問題点を解決するＫめの手段および作用不発明の構成χ
第１図に基づいて説明する。

ゼロポルトス４ツナング回路におい１八は交流電源であ
り、Ｂお工びＯは同交流電源Ａの交流電圧ケ半波整流す
る半波整流手段であり、互いに１８０度の位相差ン持つ
半波ン形成する。

Ｄおよびコはその各々の半波について位相を遅らせる位
相補正手段である。

Ｐはスイッチング制御手段であり、前記位相補正手段Ｄ
％にの出力に基づいてゼロボルト近傍でスイッチング動
作乞し、かつその動作によりゼロボルト検知信号を出力
するものである。

以上の構成のもとで、位相補正された２つの半波整流電
圧波形に基づいてスイッチング制御手段Ｐ７：ｌテゼロ
ボルト近傍で安定し−ｒ、ニー　ＯＮ　−ＯＩＦ　Ｆ動
作ンするとともに、その動作により確実にゼロボルト検
知信号Ｙ出力すること力ｔできる。

このゼロボルト検知信号に基づいて負荷に印加する電圧
ン制御する。

呈１１以下肌４図ないし第７図に図示し五一本発明の一実施例
について説明する。

第４図は本実施例の回路図である。

同図において２０は交流電源、２１は負荷、２２１！）
ライアツク、２３ハハルストランス、２４Ｇ！トランス
、２５ニコントロ一ル回路、　２６　ｋ’！−ハルスト
ランス駆動用トランジスタであり、以上のものは前記従
来例で説明したものと同じものであり、同様の働きをす
る。

２７ニ半波整流回路であり、ダイオード４個からなり２
その組合せも前記従来例の全波整流回路６と同じである
が、出力を他の頂点からとっていることが異なる。

その出力端の１つは抵抗公およびコンデンサ四よりなる
位相補正手段蜀を介してトランジスタ３】ノヘーヌに接
続され、出力端の他のＬつはやぼり抵抗３２およびコン
デンサ３３よりなる位相補正回路３４を介してトランジ
スタ３５０ベースに接続されている。

トランジスタ３１、アのコＶクタはコントロール回路部
の制御信号出力端と接続されるとともに、パルストラン
ス駆動用のトランジスタあのベースとも接続でれている
。

またトランジスタ３１．．３５のエミッタは前記２つの
コンデンサ四、３３の一端と接続されて、半波整流回路
ｒへの電流の帰還経路を形成り、ている・以上のような
回路構成のもとでｑ各部の波形を第５図に示す。

丁なわちトランスＵの一次側電圧波形■半波整流回路出
力端の半波整流電圧波形■、■、位相補正回路出力端の
位相補正電圧波形■、■、コントロール回路５のａｌｌ
制御信号［Ｆ］、トランジスタあのゲート信号（ゼロボ
ルト検知信号）■および負荷２１に加わる電圧波形■を
各々示している。

第５図は交流電源釦からの出力電圧が歪のない正常の交
流電圧曲線をしているときの波形図であり、半波整流さ
れた交流電圧がそれぞれ位相補正され、さらにトランジ
スタ３１．３５において、その動作電圧を基準にしてス
イッチング動作が行われるのでゼロボルト近傍でＯＮ、
ＯＦ］？　　動作がある。

もし位尊制御信号［Ｆ］がＱＮ状態にあればパルス。

トランスおの駆動用トランジスタ２６のゲート信号■に
はゼロボルト近傍でパルスが発生する。

このゲート信号■のパルスでトランジスタ２６が一瞬導
通し、同時にバルブトランスるを介してトライアックｎ
を導通状態とてる。

常にゼロボルト近傍でトライアックηを導通状態とする
ので導通開始時に高い電圧による急激な電流変化はなく
、ノイズを生じさせない。

以上の場合は歪のない受流電圧についてその各部の波形
をみたものであるが、第６図の交流電圧波形■に示すよ
５にゼロボルトを垂直に横切るような歪波形をしている
ときは、各部の波形は第６図に示すようになる。

丁なわちゼロボルト近傍での位相補正電圧波形■、■の
曲線後端が前記第５図に示す位相補正電圧波形における
曲線後端をさらに位相を遅らせたような曲線を示してい
る。

したがって位相補正電圧がトランジスタ３１．３５の動
作電圧と交叉することにより発生するゼロボルト検知信
号■のパルスの生じる時間が遅れ幅の−ａｔいパルスが
発生する。

従来のようにパルスが発生しないようなことは極めて少
ｆｘ　（なる。

この理由を第７図を参照しつつより詳しく説明する。

第７図％Ｓ第５図における位相補正電圧波形■と■を重
ね合わせたものの一部を示している。

左側の波形■と右側の波形■との間の２時点がゼロボル
ト時点である。

波形■は位相補正回路により位相が遅れ、２時点におい
て４ｏボルトとはならずにゆるやかに減少している。

また波形■ｈｓ　ｚ時点から立ち上がっている。

したがって波形のと■＋Ｓ　Ｚ時点よりわずかに遅れて
交叉する。

この交点の電圧をＶ、ボルトとすると、トランジスタの
動作電圧０．６ボルトよりもこのｖ１ボルトの方が低い
値であれば、トランジスタはスイッチング動作をし、前
記ゼロボルト検知信号■にパルスを発生する。

交流電源の出力電圧が前記歪を有している場合、波形■
の後端の位相遅れは大きくなり、波形■の立ち上がりは
早くなるので交点における電圧は上昇する。

この交点電圧が０．６ボルトを越えるとトランジスタは
スイッチング動作をしないので０．６ボルトと前記歪の
ない正常波の場合の交点電圧Ｖ、ボルトとの差０．６−
Ｖｌ　ボルトが全交流電圧に対する正常動作のための余
裕の大きさを示すことになる。

ここで従来の全波整流波形を用いた場合について考察し
てみると、正常交流電圧においてその位相補正電圧は波
形■と波形■を加え合わセた波形■を示している。

この波形■の下限電圧なＶ、ボルトとすると、全交流電
圧の場合、下限電圧は上昇するので、全交流電圧に対す
るトランジスタの正常動作のための余裕＋ｓｏ、６−ｖ
、ボルトということになる。

前記交点電圧Ｖ、ボルトとこの下限電圧ｖ２ボルトを比
較すると、明らかＫＶ、ボルトの方が高いので ”　　　Ｌ　　＞　　０．６−Ｖ。

ということで本実施例の方が全交流電圧に対する正常動
作のための余裕が大きいことにより、それだけ安定して
いることが分かる。

このように本実施例は全交流電圧に対しても４ｆぼ確実
にゼロボルト検知信号を出力てることができる。

本実施例では、位相制御信号■がＯＮ状態にあるときの
み、ゼロボルト検知信号のノくルスを発生さゼていたが
、常にパルスを発生させておき、移相制御信号［Ｆ］と
ＡＮＤをとゐことにより、必要なパルスを桟上ようにし
てもよし・。

発明の効果このように本発明は半波整流波形を用（、・ろことによ
り、全交流電圧に対してもほぼ確実にゼロボルト検知信
号を発生させ、安定したゼロボルトスイッチング制御を
することができる。

【図面の簡単な説明】

第ｚ［Ｅは本発明のりＶ−ム対応図、第２図は従来のゼ
ロボルトスイッチング回路を示す図、第３図は第２図の
回路における各部の波形を示す図、第４図は本発明に係
る実施例のゼロボルトスイッチング回路を示す図、第５
図は第も図の回路における各部の波形を示す図、第６図
は纂４図の回路における全交流電圧に対する各部の波形
を示す図、第７図は位相補正電圧波形の要部説明図であ
る。Ｌ・・・交流電源、２・・・負荷、３・・・トライアッ
ク、４・・・パルストランス、５・・・トランス、６・
・・全波整流回路、７・・・抵抗、８・・・コンデンサ
、９・・・位相補正回路、１０・・・トランジスタ、１
１・・・フントロール回路、１２・・・トランジスタ、加・・・交流電源、２１・・・負荷、ρ・・づライアツ
ク、ｎ・・・パルストランス、２４・・・トランス、５
・・・コントロー　＃　回路、あ・・・トランジスタ、
ｎ・・・半波整流回路。四・・・抵抗、四・・・コンデンサ、Ｉ・・・位相補正
回路。３１・・・トランジスタ、３２・・・抵抗、３３・・・
コンデンサ、Ｍ・・・位相補正回路、３５・・・トラン
ジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】

ゼロボルトスイッチング回路において、交流電源の電圧
を半波整流し互いに１８０度の位相差をもつ半波とする
２個の半波整流手段と、その各々の半波について位相を
遅らせる２個の位相補正手段と、同２個の位相補正手段
の出力に基づいてゼロボルト近傍でスイッチング動作を
しゼロボルト検知信号を出力するスイッチング制御手段
とを備えたことを特徴とするゼロボルト検知信号発生回
路。