交流電圧の位相角を調整する調整回路
【課題】 広範囲の応用が可能な交流電圧の位相角を調整する調整回路を提供する。
【解決手段】 交流限流回路装置Z10は、負荷L101及び双極性固体スイッチ素子1000を直列接続するとともに交流電源に並列に接続する。双極性固体スイッチ素子1000は、双極性の駆動電圧信号を出力する双方向サイリスタ素子、及び双極性の駆動電圧信号を出力する電界効果パワーデバイスによって構成される。調整回路PD100は、交流電源電圧を入力するとともに回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値とに基づいて双極性の駆動電圧信号を出力し、双極性固体スイッチ素子1000のオン位相角及びオフ位相角を制御する。これにより、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することができる。
【解決手段】 交流限流回路装置Z10は、負荷L101及び双極性固体スイッチ素子1000を直列接続するとともに交流電源に並列に接続する。双極性固体スイッチ素子1000は、双極性の駆動電圧信号を出力する双方向サイリスタ素子、及び双極性の駆動電圧信号を出力する電界効果パワーデバイスによって構成される。調整回路PD100は、交流電源電圧を入力するとともに回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値とに基づいて双極性の駆動電圧信号を出力し、双極性固体スイッチ素子1000のオン位相角及びオフ位相角を制御する。これにより、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、正弦波交流電源の電圧に対して、オン位相角(Turn−on phase angle)及びオフ位相角(Turn−off phase angle)の同期調整回路の一種であって、オン位相角及びオフ位相角の調整モードによって同期調整する回路に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の交流電圧の調整方式は、振幅変調(図1参照)である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2002−315347号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の交流電圧の調整方式では、トリガ位相角を調整するか(図2参照)、またはオフ位相角(図3参照)を調整するだけであるため、その応用は制限される。
【0005】
本発明の目的は、広範囲の応用が可能な交流電圧の位相角を調整する調整回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の交流電圧の位相角を調整する調整回路は、交流電源と負荷との間に固体スイッチ素子を設置し、かつ位相調整回路を通して、固体スイッチ素子のオン位相角及びオフ位相角の二者を同期調整することによって、正弦波交流電源の電圧は、オン位相角及びオフ位相角の同期調整回路の変化範囲内において、対称波の出力を維持する。これにより、本発明の交流電圧の位相角を調整する調整回路は、単相交流電源または多相交流電源出力電圧の調整に応用され、負荷に対して安定した電圧を供給し、または負荷の出力電流を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】従来の正弦波交流電圧の振幅変調式電圧波形調整模式図である。
【図2】従来の正弦波交流電圧のオン位相角を調整する電圧波形調整図である。
【図3】従来の正弦波交流電圧のオフ位相角を調整する電圧波形調整図である。
【図4】本発明の第1実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるオン位相角及びオフ位相角の回路を構成するブロック模式図である。
【図5】本発明の第1実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるオン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定するブロック模式図である。
【図6】本発明の第2実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるオン位相角及びオフ位相角の回路を構成するブロック模式図である。
【図7】本発明の第2実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるオン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定するブロック模式図である。
【図8】本発明の第3実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるオン位相角及びオフ位相角の回路を構成するブロック模式図である。
【図9】本発明の第3実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるオン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定するブロック模式図である。
【図10】本発明の第1実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における負荷にかかる電圧または電流回路を調整するブロック模式図である。
【図11】本発明の第2実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における負荷にかかる電圧または電流回路を調整するブロック模式図である。
【図12】本発明の第3実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における負荷にかかる電圧または電流回路を調整するブロック模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明は、正弦波交流電源の電圧に対して、オン位相角及びオフ位相角を調整する同期回路の一種であって、オン位相角及びオフ位相角を調整モードによって同期調整し、従来のトリガ位相角またはオフ位相角の調整モードだけで調整することを突破し、特にオン位相角及びオフ位相角の二者を同じ位相角度に調整することによって、正弦波交流電源の電圧は、オン位相角及びオフ位相角を経て、同期調整回路の変化範囲内において、対称波の出力を維持する。本発明の交流電圧の位相角を調整する調整回路は、単相交流電源または多相交流電源出力電圧の調整に応用されることにより、負荷に対して安定した電圧を供給し、または負荷の出力電流を調整する
【0009】
本発明の交流電圧の位相角を調整する調整回路は、交流電源と負荷との間に固体スイッチ素子を設置し、かつ位相調整回路を通して、固体スイッチ素子のオン位相角及びオフ位相角の二者を同期調整することによって、正弦波交流電源の電圧は、オン位相角及びオフ位相角の同期調整回路の変化範囲内において、対称波の出力を維持する。本発明の交流電圧の位相角を調整する調整回路は、単相交流電源または多相交流電源出力電圧の調整に応用されることにより、負荷に対して安定した電圧を供給し、または負荷の出力電流を調整する。
【0010】
(第1実施形態)
図4に本発明の第1実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における双極性固体スイッチ素子により同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角の回路を構成するブロック模式図を示す。
【0011】
図4の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Z10は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷L101と双極性固体スイッチ素子1000を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続する。
【0012】
双極性固体スイッチ素子1000は、下記の一種または一種以上の回路構造によって構成される。
【0013】
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の双方向サイリスタ素子によって構成され、例えば双方向サイリスタ(または、「トライアック」ともいう)により双極性固体スイッチ素子1000を構成し、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD100自体の回路調整機能を通して、双極性の駆動電圧信号を出力する。また双方向サイリスタ素子である双方向サイリスタによって構成される双極性固体スイッチ素子1000に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0014】
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成され、例えばMOSFETやIGBTによって構成される2極モジュールを双極性固体スイッチ素子1000とし、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD100自体の回路調整機能を通して、双極性の駆動電圧信号を出力する。また少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成される双極性固体スイッチ素子1000に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0015】
双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD100は、電子回路素子によって構成され、交流電源電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、双極性の駆動電圧信号を出力することにより、双極性固体スイッチ素子1000のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0016】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【0017】
図5に双極性固体スイッチ素子によりオン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定するブロック模式図を示す。
【0018】
図5の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Z10は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷L101と双極性固体スイッチ素子1000を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続する。
【0019】
双極性固体スイッチ素子1000は、下記の一種または一種以上の回路構造によって構成される。
【0020】
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の双方向サイリスタ素子によって構成され、例えば双方向サイリスタにより双極性固体スイッチ素子1000を構成し、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD200自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、双極性の駆動電圧信号を出力し、逆極性に直列に接続するツェナーダイオードZD101、ZD102を経て、双方向サイリスタ素子である双方向サイリスタによって構成される双極性固体スイッチ素子1000に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0021】
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成され、例えばMOSFETやIGBTによって構成される2極モジュールを双極性固体スイッチ素子1000とし、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD200自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、双極性の駆動電圧信号を出力する。また逆極性に直列に接続するツェナーダイオードZD101、ZD102を経て、少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成される双極性固体スイッチ素子1000に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0022】
双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD200は、電子回路素子によって構成され、交流電源電圧を入力し、かつ自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、双極性の駆動電圧信号を出力する。また逆極性に直列に接続するツェナーダイオードZD101、ZD102を経て、双極性固体スイッチ素子1000のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0023】
ツェナーダイオードZD101、ZD102は、少なくとも2個のツェナーダイオード(zener diode)によって構成され、逆極性に直列に接続することによって双極性電圧差を形成し、双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD100の双極性の駆動電圧信号の出力端と双極性固体スイッチ素子1000の双極性の駆動電圧信号の入力端との間に直列接続する。本実施形態のツェナーダイオードZD101、ZD102の代わりに、同じ性能の双方向ツェナーダイオードを使うことができる。
【0024】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【0025】
(第2実施形態)
図6に本発明の第2実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における2個の固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角の回路を構成するブロック模式図を示す。
【0026】
図6の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Z10は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷L101と双極性固体スイッチ素子1000を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続する。
【0027】
双極性固体スイッチ素子1000は、単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002を逆極性に並列に接続することによって構成され、単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002は下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成される。
【0028】
(1)少なくとも2個の制御可能な電気伝導度により位相角の単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002を構成し、例えば少なくとも2個のシリコンを制御する整流器SCRを逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子1000を構成し、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD102自体の回路調整機能を通して、別々に異極性の駆動電圧信号を出力することによって、別々に単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0029】
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスにより単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002を構成し、かつ相互に逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子1000を構成し、例えばMOSFET、IGBTによって2極モジュールを構成して双極性固体スイッチ素子1000とし、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD102自体の回路調整機能を通して、別々に異極性の駆動電圧信号を出力する。また別々に異極性に並列に接続し、別々に単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002の2個の電界効果パワーデバイスを構成することにより、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0030】
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101は、電子回路素子によって構成され、ダイオードCR101と順極性に直列に接続することによって、第一極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子1001と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子1001のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0031】
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD102は、電子回路素子によって構成され、ダイオードCR102と順極性に直列に接続することによって、第二極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子1002と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子1002のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0032】
ダイオードCR101は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101に同極性に直列に接続する。
【0033】
ダイオードCR102は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD102に同極性に直列に接続する。
【0034】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【0035】
図7に2個の固体スイッチ素子により、オン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定するブロック模式図を示す。
【0036】
図7の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Z10は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷L101と双極性固体スイッチ素子1000を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続する。
【0037】
双極性固体スイッチ素子1000は、単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002を逆極性に並列に接続することによって構成され、単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002は下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成される。
【0038】
(1)少なくとも2個の制御可能な電気伝導度により位相角の単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002を構成し、例えば少なくとも2個のシリコンを制御する整流器SCRを逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子1000を構成し、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD103を通して、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD104自体の回路設定機能により、別々に異極性の駆動電圧信号を出力する。またツェナーダイオードZD103とツェナーダイオードZD104を経て、別々に単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002へ伝送することにより、別々に単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0039】
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002とし、かつ相互に逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子1000を構成し、例えばMOSFET、IGBTによって2極モジュールを構成して、双極性固体スイッチ素子1000とし、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD103を通して、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD104自体の回路設定機能により、別々に異極性の駆動電圧信号を出力する。またツェナーダイオードZD103とツェナーダイオードZD104を経て、別々に単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002へ伝送することにより、別々に異極性に並列に接続する2個の電界効果パワーデバイスに対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0040】
単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD103は、電子回路素子によって構成され、ダイオードCR101と順極性に直列に接続することによって、第一極性の交流電圧を入力し、また自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、単極性固体スイッチ素子1001と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子1001のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0041】
単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD104は、電子回路素子によって構成され、ダイオードCR102と順極性に直列に接続することによって、第二極性の交流電圧を入力し、また自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、単極性固体スイッチ素子1002と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子1002のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0042】
ダイオードCR101は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101に同極性に直列に接続する。
【0043】
ダイオードCR102は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD102に同極性に直列に接続する。
【0044】
ツェナーダイオードZD103は、ツェナー効果を備えるツェナーダイオードまたは順方向にバイアスされるダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD103の駆動電圧信号の出力端と単極性固体スイッチ素子1001の駆動電圧信号の入力端との間に直列に接続する。
【0045】
ツェナーダイオードZD104は、ツェナー効果を備えるツェナーダイオードまたは順方向にバイアスされるダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD104の駆動電圧信号の出力端と単極性固体スイッチ素子1002の駆動電圧信号の入力端との間に直列に接続する。
【0046】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【0047】
(第3実施形態)
図8に本発明の第3実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるブリッジ整流装置結合固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角の回路を構成するブロック模式図を示す。
【0048】
図8の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Z10は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、交流電源とブリッジ整流装置BR101の交流入力端との間に直列に接続する。
【0049】
単極性固体スイッチ素子1001は、下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成される。
【0050】
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の単極性固体スイッチ素子1001によって構成され、例えばシリコンを制御する整流器SCRによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101自体の回路調整機能を通して、駆動電圧信号を出力する。シリコンを制御する整流器SCRによって構成される単極性固体スイッチ素子1001に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0051】
(2)電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子1001とし、例えばMOSFET、IGBTによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101自体の回路調整機能を通して、駆動電圧信号を出力する。また電界効果パワーデバイスによって構成される単極性固体スイッチ素子1001に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0052】
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101は、電子回路素子によって構成され、ブリッジ整流装置BR102の直流出力端に並列に接続し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子1001と同じ極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子1001のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0053】
ブリッジ整流装置BR101は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、その交流電源の入力端と交流限流回路装置Z10を直列に接続してから、交流電源へ通じ、及び直流電源の正極と負極の出力端を備える。交流電源を直流に整流することによって、単極性固体スイッチ素子1001及びそれと直列に接続する負荷L101へ伝送する。
【0054】
ブリッジ整流装置BR102は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、交流電源が入力する2個の入力端及び直流電源を出力する正極と負極出力端を備える。交流電源を直流に整流することによって、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101へ伝送し、更に駆動電圧信号を単極性固体スイッチ素子1001へ出力する。
【0055】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【0056】
図9にブリッジ整流装置所結合固体スイッチ素子により、オン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定するブロック模式図を示す。
【0057】
図9の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Z10は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、その一端は交流電源の一端へ通じ、別端を負荷L101へ通じるブリッジ整流装置BR101の交流入力端を直列に接続し、かつブリッジ整流装置BR101の別の交流入力端は交流電源の別端へ通じる。
【0058】
単極性固体スイッチ素子1001は、下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成される。
【0059】
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の単極性固体スイッチ素子1001によって構成され、例えばシリコンを制御する整流器SCRによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力する。ツェナーダイオードZD103を経て、シリコンを制御する整流器SCRによって構成される単極性固体スイッチ素子1001に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0060】
(2)電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子1001とし、例えばMOSFET、IGBTによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力し、ツェナーダイオードZD103を経て、電界効果パワーデバイスによって構成される単極性固体スイッチ素子1001に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0061】
単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD103は、電子回路素子によって構成され、ブリッジ整流装置BR101の直流出力端に並列に接続し、かつ自体回路を通して駆動電圧信号の出力を設定し、ツェナーダイオードZD103を経て単極性固体スイッチ素子1001のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0062】
ブリッジ整流装置BR101は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、交流電源を入力する2個の入力端と直流電源を出力する正極と負極出力端を備える。交流電源を直流に整流することによって、単極性固体スイッチ素子1001及び単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD103へ伝送する。
【0063】
ツェナーダイオードZD103は、ツェナー効果を備えるツェナーダイオードまたは順方向にバイアスされるダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD103の駆動電圧信号の出力端と単極性固体スイッチ素子1001の駆動電圧信号の入力端との間に直列に接続する。
【0064】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【0065】
図10に本発明の第1実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における双極性固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角を構成し、及び交流限流回路装置Z10により電流値を検出し、オン位相角及びオフ位相角の調整回路へ伝送することにより、固体スイッチ素子を経て、負荷をかかる電圧または電流回路を調整するブロック模式図を示す。
【0066】
図10の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Z10は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷L101と双極性固体スイッチ素子1000を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続する。
【0067】
双極性固体スイッチ素子1000は、下記の一種または一種以上の回路構造によって構成される。
【0068】
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の双方向サイリスタ素子によって構成され、例えば双方向サイリスタにより双極性固体スイッチ素子1000を構成し、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD100自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考することによって、双極性の駆動電圧信号を出力する。また双方向サイリスタ素子によって双方向サイリスタを構成する双極性固体スイッチ素子1000に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0069】
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成され、例えばMOSFET、IGBTによって構成される2極モジュールを双極性固体スイッチ素子1000とし、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD100自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考することによって、双極性の駆動電圧信号を出力する。また少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成される双極性固体スイッチ素子1000に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0070】
双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD100は、電子回路素子によって構成され、交流電源電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、双極性の駆動電圧信号を出力することにより、双極性固体スイッチ素子1000のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0071】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【0072】
図11に本発明の第2実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における2個の固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角を構成し、及び交流限流回路装置Z10により電流値を検出し、オン位相角及びオフ位相角の調整回路へ伝送することにより、固体スイッチ素子を経て、負荷にかかる電圧または電流回路を調整するブロック模式図を示す。
【0073】
図11の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Z10は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷L101と双極性固体スイッチ素子1000を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続する。
【0074】
双極性固体スイッチ素子1000は、単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002を逆極性に並列に接続することによって構成され、単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002は下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成される。
【0075】
(1)少なくとも2個の制御可能な電気伝導度により位相角の単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002を構成し、例えば少なくとも2個のシリコンを制御する整流器SCRを逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子1000を構成し、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD102自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、別々に異極性の駆動電圧信号を出力することによって、別々に単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0076】
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスにより単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002を構成し、かつ相互に逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子1000を構成し、例えばMOSFET、IGBTによって2極モジュールを構成して双極性固体スイッチ素子1000とし、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD102自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、別々に異極性の駆動電圧信号を出力する。また別々に異極性に並列に接続し、別々に単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002の2個の電界効果パワーデバイスを構成することにより、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0077】
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101は、電子回路素子によって構成され、ダイオードCR101と順極性に直列に接続することによって、第一極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子1001と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子1001のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0078】
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD102は、電子回路素子によって構成され、ダイオードCR102と順極性に直列に接続することによって、第二極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子1002と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子1002のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0079】
ダイオードCR101は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101に同極性に直列に接続する。
【0080】
ダイオードCR102は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD102に同極性に直列に接続する。
【0081】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【0082】
図12に本発明の第3実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるブリッジ整流装置結合固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角を構成し、及び交流限流回路装置Z10により電流値を検出し、オン位相角及びオフ位相角の調整回路へ伝送することにより、固体スイッチ素子を経て、負荷を流れる電圧または電流回路を調整するブロック模式図を示す。
【0083】
図12の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Z10は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、交流電源とブリッジ整流装置BR101の交流入力端との間に直列に接続する。
【0084】
単極性固体スイッチ素子1001は、下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成される。
【0085】
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の単極性固体スイッチ素子1001によって構成され、例えばシリコンを制御する整流器SCRによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力する。シリコンを制御する整流器SCRによって構成される単極性固体スイッチ素子1001に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0086】
(2)電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子1001とし、例えばMOSFET、IGBTによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力する。また電界効果パワーデバイスによって構成される単極性固体スイッチ素子1001に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0087】
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101は、電子回路素子によって構成され、ブリッジ整流装置BR102の直流出力端に並列に接続し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子1001と同じ極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子1001のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0088】
ブリッジ整流装置BR101は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、その交流電源の入力端と交流限流回路装置Z10を直列に接続してから、交流電源へ通じ、及び直流電源の正極と負極の出力端を備える。交流電源を直流に整流することによって、単極性固体スイッチ素子1001及びそれと直列に接続する負荷L101へ伝送する。
【0089】
ブリッジ整流装置BR102は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、交流電源が入力する2個の入力端及び直流電源を出力する正極と負極出力端を備える。交流電源を直流に整流することによって、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101へ伝送し、更に駆動電圧信号を単極性固体スイッチ素子1001へ出力する。
【0090】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【0091】
本実施形態の交流電圧の位相角を調整する調整回路の双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD100、双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD200、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101、PD102、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD103、PD104の駆動電圧信号の出力は、下記の一種または一種以上によって構成されることを含む。
【0092】
(1)直接電気エネルギー信号を出力することにより、固体スイッチ素子を駆動する。
【0093】
(2)ホトカプラにより絶縁隔離し、電気エネルギー信号を出力することにより、固体スイッチ素子を駆動する。
【0094】
3)パルストランスにより絶縁隔離し、電気エネルギー信号を出力することにより、固体スイッチ素子を駆動する。
【符号の説明】
【0095】
1000:双極性固体スイッチ素子、
1001、1002:単極性固体スイッチ素子、
BR101、BR102:ブリッジ整流装置、
CR101、CR102:ダイオード、
L101:負荷、
PD100:双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路、
PD200:双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路、
PD101、PD102:単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路、
PD103、PD104:単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路、
Z10:交流限流回路装置、
ZD101、ZD102、ZD103、ZD104:ツェナーダイオード。
【技術分野】
【0001】
本発明は、正弦波交流電源の電圧に対して、オン位相角(Turn−on phase angle)及びオフ位相角(Turn−off phase angle)の同期調整回路の一種であって、オン位相角及びオフ位相角の調整モードによって同期調整する回路に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の交流電圧の調整方式は、振幅変調(図1参照)である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2002−315347号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の交流電圧の調整方式では、トリガ位相角を調整するか(図2参照)、またはオフ位相角(図3参照)を調整するだけであるため、その応用は制限される。
【0005】
本発明の目的は、広範囲の応用が可能な交流電圧の位相角を調整する調整回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の交流電圧の位相角を調整する調整回路は、交流電源と負荷との間に固体スイッチ素子を設置し、かつ位相調整回路を通して、固体スイッチ素子のオン位相角及びオフ位相角の二者を同期調整することによって、正弦波交流電源の電圧は、オン位相角及びオフ位相角の同期調整回路の変化範囲内において、対称波の出力を維持する。これにより、本発明の交流電圧の位相角を調整する調整回路は、単相交流電源または多相交流電源出力電圧の調整に応用され、負荷に対して安定した電圧を供給し、または負荷の出力電流を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】従来の正弦波交流電圧の振幅変調式電圧波形調整模式図である。
【図2】従来の正弦波交流電圧のオン位相角を調整する電圧波形調整図である。
【図3】従来の正弦波交流電圧のオフ位相角を調整する電圧波形調整図である。
【図4】本発明の第1実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるオン位相角及びオフ位相角の回路を構成するブロック模式図である。
【図5】本発明の第1実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるオン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定するブロック模式図である。
【図6】本発明の第2実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるオン位相角及びオフ位相角の回路を構成するブロック模式図である。
【図7】本発明の第2実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるオン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定するブロック模式図である。
【図8】本発明の第3実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるオン位相角及びオフ位相角の回路を構成するブロック模式図である。
【図9】本発明の第3実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるオン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定するブロック模式図である。
【図10】本発明の第1実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における負荷にかかる電圧または電流回路を調整するブロック模式図である。
【図11】本発明の第2実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における負荷にかかる電圧または電流回路を調整するブロック模式図である。
【図12】本発明の第3実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における負荷にかかる電圧または電流回路を調整するブロック模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明は、正弦波交流電源の電圧に対して、オン位相角及びオフ位相角を調整する同期回路の一種であって、オン位相角及びオフ位相角を調整モードによって同期調整し、従来のトリガ位相角またはオフ位相角の調整モードだけで調整することを突破し、特にオン位相角及びオフ位相角の二者を同じ位相角度に調整することによって、正弦波交流電源の電圧は、オン位相角及びオフ位相角を経て、同期調整回路の変化範囲内において、対称波の出力を維持する。本発明の交流電圧の位相角を調整する調整回路は、単相交流電源または多相交流電源出力電圧の調整に応用されることにより、負荷に対して安定した電圧を供給し、または負荷の出力電流を調整する
【0009】
本発明の交流電圧の位相角を調整する調整回路は、交流電源と負荷との間に固体スイッチ素子を設置し、かつ位相調整回路を通して、固体スイッチ素子のオン位相角及びオフ位相角の二者を同期調整することによって、正弦波交流電源の電圧は、オン位相角及びオフ位相角の同期調整回路の変化範囲内において、対称波の出力を維持する。本発明の交流電圧の位相角を調整する調整回路は、単相交流電源または多相交流電源出力電圧の調整に応用されることにより、負荷に対して安定した電圧を供給し、または負荷の出力電流を調整する。
【0010】
(第1実施形態)
図4に本発明の第1実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における双極性固体スイッチ素子により同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角の回路を構成するブロック模式図を示す。
【0011】
図4の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Z10は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷L101と双極性固体スイッチ素子1000を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続する。
【0012】
双極性固体スイッチ素子1000は、下記の一種または一種以上の回路構造によって構成される。
【0013】
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の双方向サイリスタ素子によって構成され、例えば双方向サイリスタ(または、「トライアック」ともいう)により双極性固体スイッチ素子1000を構成し、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD100自体の回路調整機能を通して、双極性の駆動電圧信号を出力する。また双方向サイリスタ素子である双方向サイリスタによって構成される双極性固体スイッチ素子1000に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0014】
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成され、例えばMOSFETやIGBTによって構成される2極モジュールを双極性固体スイッチ素子1000とし、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD100自体の回路調整機能を通して、双極性の駆動電圧信号を出力する。また少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成される双極性固体スイッチ素子1000に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0015】
双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD100は、電子回路素子によって構成され、交流電源電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、双極性の駆動電圧信号を出力することにより、双極性固体スイッチ素子1000のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0016】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【0017】
図5に双極性固体スイッチ素子によりオン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定するブロック模式図を示す。
【0018】
図5の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Z10は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷L101と双極性固体スイッチ素子1000を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続する。
【0019】
双極性固体スイッチ素子1000は、下記の一種または一種以上の回路構造によって構成される。
【0020】
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の双方向サイリスタ素子によって構成され、例えば双方向サイリスタにより双極性固体スイッチ素子1000を構成し、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD200自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、双極性の駆動電圧信号を出力し、逆極性に直列に接続するツェナーダイオードZD101、ZD102を経て、双方向サイリスタ素子である双方向サイリスタによって構成される双極性固体スイッチ素子1000に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0021】
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成され、例えばMOSFETやIGBTによって構成される2極モジュールを双極性固体スイッチ素子1000とし、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD200自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、双極性の駆動電圧信号を出力する。また逆極性に直列に接続するツェナーダイオードZD101、ZD102を経て、少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成される双極性固体スイッチ素子1000に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0022】
双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD200は、電子回路素子によって構成され、交流電源電圧を入力し、かつ自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、双極性の駆動電圧信号を出力する。また逆極性に直列に接続するツェナーダイオードZD101、ZD102を経て、双極性固体スイッチ素子1000のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0023】
ツェナーダイオードZD101、ZD102は、少なくとも2個のツェナーダイオード(zener diode)によって構成され、逆極性に直列に接続することによって双極性電圧差を形成し、双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD100の双極性の駆動電圧信号の出力端と双極性固体スイッチ素子1000の双極性の駆動電圧信号の入力端との間に直列接続する。本実施形態のツェナーダイオードZD101、ZD102の代わりに、同じ性能の双方向ツェナーダイオードを使うことができる。
【0024】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【0025】
(第2実施形態)
図6に本発明の第2実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における2個の固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角の回路を構成するブロック模式図を示す。
【0026】
図6の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Z10は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷L101と双極性固体スイッチ素子1000を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続する。
【0027】
双極性固体スイッチ素子1000は、単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002を逆極性に並列に接続することによって構成され、単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002は下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成される。
【0028】
(1)少なくとも2個の制御可能な電気伝導度により位相角の単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002を構成し、例えば少なくとも2個のシリコンを制御する整流器SCRを逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子1000を構成し、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD102自体の回路調整機能を通して、別々に異極性の駆動電圧信号を出力することによって、別々に単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0029】
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスにより単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002を構成し、かつ相互に逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子1000を構成し、例えばMOSFET、IGBTによって2極モジュールを構成して双極性固体スイッチ素子1000とし、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD102自体の回路調整機能を通して、別々に異極性の駆動電圧信号を出力する。また別々に異極性に並列に接続し、別々に単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002の2個の電界効果パワーデバイスを構成することにより、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0030】
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101は、電子回路素子によって構成され、ダイオードCR101と順極性に直列に接続することによって、第一極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子1001と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子1001のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0031】
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD102は、電子回路素子によって構成され、ダイオードCR102と順極性に直列に接続することによって、第二極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子1002と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子1002のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0032】
ダイオードCR101は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101に同極性に直列に接続する。
【0033】
ダイオードCR102は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD102に同極性に直列に接続する。
【0034】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【0035】
図7に2個の固体スイッチ素子により、オン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定するブロック模式図を示す。
【0036】
図7の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Z10は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷L101と双極性固体スイッチ素子1000を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続する。
【0037】
双極性固体スイッチ素子1000は、単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002を逆極性に並列に接続することによって構成され、単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002は下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成される。
【0038】
(1)少なくとも2個の制御可能な電気伝導度により位相角の単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002を構成し、例えば少なくとも2個のシリコンを制御する整流器SCRを逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子1000を構成し、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD103を通して、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD104自体の回路設定機能により、別々に異極性の駆動電圧信号を出力する。またツェナーダイオードZD103とツェナーダイオードZD104を経て、別々に単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002へ伝送することにより、別々に単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0039】
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002とし、かつ相互に逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子1000を構成し、例えばMOSFET、IGBTによって2極モジュールを構成して、双極性固体スイッチ素子1000とし、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD103を通して、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD104自体の回路設定機能により、別々に異極性の駆動電圧信号を出力する。またツェナーダイオードZD103とツェナーダイオードZD104を経て、別々に単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002へ伝送することにより、別々に異極性に並列に接続する2個の電界効果パワーデバイスに対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0040】
単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD103は、電子回路素子によって構成され、ダイオードCR101と順極性に直列に接続することによって、第一極性の交流電圧を入力し、また自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、単極性固体スイッチ素子1001と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子1001のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0041】
単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD104は、電子回路素子によって構成され、ダイオードCR102と順極性に直列に接続することによって、第二極性の交流電圧を入力し、また自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、単極性固体スイッチ素子1002と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子1002のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0042】
ダイオードCR101は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101に同極性に直列に接続する。
【0043】
ダイオードCR102は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD102に同極性に直列に接続する。
【0044】
ツェナーダイオードZD103は、ツェナー効果を備えるツェナーダイオードまたは順方向にバイアスされるダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD103の駆動電圧信号の出力端と単極性固体スイッチ素子1001の駆動電圧信号の入力端との間に直列に接続する。
【0045】
ツェナーダイオードZD104は、ツェナー効果を備えるツェナーダイオードまたは順方向にバイアスされるダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD104の駆動電圧信号の出力端と単極性固体スイッチ素子1002の駆動電圧信号の入力端との間に直列に接続する。
【0046】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【0047】
(第3実施形態)
図8に本発明の第3実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるブリッジ整流装置結合固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角の回路を構成するブロック模式図を示す。
【0048】
図8の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Z10は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、交流電源とブリッジ整流装置BR101の交流入力端との間に直列に接続する。
【0049】
単極性固体スイッチ素子1001は、下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成される。
【0050】
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の単極性固体スイッチ素子1001によって構成され、例えばシリコンを制御する整流器SCRによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101自体の回路調整機能を通して、駆動電圧信号を出力する。シリコンを制御する整流器SCRによって構成される単極性固体スイッチ素子1001に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0051】
(2)電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子1001とし、例えばMOSFET、IGBTによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101自体の回路調整機能を通して、駆動電圧信号を出力する。また電界効果パワーデバイスによって構成される単極性固体スイッチ素子1001に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0052】
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101は、電子回路素子によって構成され、ブリッジ整流装置BR102の直流出力端に並列に接続し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子1001と同じ極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子1001のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0053】
ブリッジ整流装置BR101は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、その交流電源の入力端と交流限流回路装置Z10を直列に接続してから、交流電源へ通じ、及び直流電源の正極と負極の出力端を備える。交流電源を直流に整流することによって、単極性固体スイッチ素子1001及びそれと直列に接続する負荷L101へ伝送する。
【0054】
ブリッジ整流装置BR102は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、交流電源が入力する2個の入力端及び直流電源を出力する正極と負極出力端を備える。交流電源を直流に整流することによって、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101へ伝送し、更に駆動電圧信号を単極性固体スイッチ素子1001へ出力する。
【0055】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【0056】
図9にブリッジ整流装置所結合固体スイッチ素子により、オン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定するブロック模式図を示す。
【0057】
図9の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Z10は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、その一端は交流電源の一端へ通じ、別端を負荷L101へ通じるブリッジ整流装置BR101の交流入力端を直列に接続し、かつブリッジ整流装置BR101の別の交流入力端は交流電源の別端へ通じる。
【0058】
単極性固体スイッチ素子1001は、下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成される。
【0059】
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の単極性固体スイッチ素子1001によって構成され、例えばシリコンを制御する整流器SCRによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力する。ツェナーダイオードZD103を経て、シリコンを制御する整流器SCRによって構成される単極性固体スイッチ素子1001に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0060】
(2)電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子1001とし、例えばMOSFET、IGBTによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力し、ツェナーダイオードZD103を経て、電界効果パワーデバイスによって構成される単極性固体スイッチ素子1001に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0061】
単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD103は、電子回路素子によって構成され、ブリッジ整流装置BR101の直流出力端に並列に接続し、かつ自体回路を通して駆動電圧信号の出力を設定し、ツェナーダイオードZD103を経て単極性固体スイッチ素子1001のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0062】
ブリッジ整流装置BR101は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、交流電源を入力する2個の入力端と直流電源を出力する正極と負極出力端を備える。交流電源を直流に整流することによって、単極性固体スイッチ素子1001及び単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD103へ伝送する。
【0063】
ツェナーダイオードZD103は、ツェナー効果を備えるツェナーダイオードまたは順方向にバイアスされるダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD103の駆動電圧信号の出力端と単極性固体スイッチ素子1001の駆動電圧信号の入力端との間に直列に接続する。
【0064】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【0065】
図10に本発明の第1実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における双極性固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角を構成し、及び交流限流回路装置Z10により電流値を検出し、オン位相角及びオフ位相角の調整回路へ伝送することにより、固体スイッチ素子を経て、負荷をかかる電圧または電流回路を調整するブロック模式図を示す。
【0066】
図10の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Z10は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷L101と双極性固体スイッチ素子1000を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続する。
【0067】
双極性固体スイッチ素子1000は、下記の一種または一種以上の回路構造によって構成される。
【0068】
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の双方向サイリスタ素子によって構成され、例えば双方向サイリスタにより双極性固体スイッチ素子1000を構成し、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD100自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考することによって、双極性の駆動電圧信号を出力する。また双方向サイリスタ素子によって双方向サイリスタを構成する双極性固体スイッチ素子1000に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0069】
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成され、例えばMOSFET、IGBTによって構成される2極モジュールを双極性固体スイッチ素子1000とし、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD100自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考することによって、双極性の駆動電圧信号を出力する。また少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成される双極性固体スイッチ素子1000に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0070】
双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD100は、電子回路素子によって構成され、交流電源電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、双極性の駆動電圧信号を出力することにより、双極性固体スイッチ素子1000のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0071】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【0072】
図11に本発明の第2実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における2個の固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角を構成し、及び交流限流回路装置Z10により電流値を検出し、オン位相角及びオフ位相角の調整回路へ伝送することにより、固体スイッチ素子を経て、負荷にかかる電圧または電流回路を調整するブロック模式図を示す。
【0073】
図11の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Z10は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷L101と双極性固体スイッチ素子1000を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続する。
【0074】
双極性固体スイッチ素子1000は、単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002を逆極性に並列に接続することによって構成され、単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002は下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成される。
【0075】
(1)少なくとも2個の制御可能な電気伝導度により位相角の単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002を構成し、例えば少なくとも2個のシリコンを制御する整流器SCRを逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子1000を構成し、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD102自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、別々に異極性の駆動電圧信号を出力することによって、別々に単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0076】
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスにより単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002を構成し、かつ相互に逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子1000を構成し、例えばMOSFET、IGBTによって2極モジュールを構成して双極性固体スイッチ素子1000とし、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD102自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、別々に異極性の駆動電圧信号を出力する。また別々に異極性に並列に接続し、別々に単極性固体スイッチ素子1001と単極性固体スイッチ素子1002の2個の電界効果パワーデバイスを構成することにより、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0077】
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101は、電子回路素子によって構成され、ダイオードCR101と順極性に直列に接続することによって、第一極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子1001と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子1001のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0078】
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD102は、電子回路素子によって構成され、ダイオードCR102と順極性に直列に接続することによって、第二極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子1002と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子1002のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0079】
ダイオードCR101は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101に同極性に直列に接続する。
【0080】
ダイオードCR102は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD102に同極性に直列に接続する。
【0081】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【0082】
図12に本発明の第3実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるブリッジ整流装置結合固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角を構成し、及び交流限流回路装置Z10により電流値を検出し、オン位相角及びオフ位相角の調整回路へ伝送することにより、固体スイッチ素子を経て、負荷を流れる電圧または電流回路を調整するブロック模式図を示す。
【0083】
図12の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Z10は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、交流電源とブリッジ整流装置BR101の交流入力端との間に直列に接続する。
【0084】
単極性固体スイッチ素子1001は、下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成される。
【0085】
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の単極性固体スイッチ素子1001によって構成され、例えばシリコンを制御する整流器SCRによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力する。シリコンを制御する整流器SCRによって構成される単極性固体スイッチ素子1001に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0086】
(2)電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子1001とし、例えばMOSFET、IGBTによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力する。また電界効果パワーデバイスによって構成される単極性固体スイッチ素子1001に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0087】
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101は、電子回路素子によって構成され、ブリッジ整流装置BR102の直流出力端に並列に接続し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Z10を流れる電流値と負荷L101の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子1001と同じ極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子1001のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【0088】
ブリッジ整流装置BR101は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、その交流電源の入力端と交流限流回路装置Z10を直列に接続してから、交流電源へ通じ、及び直流電源の正極と負極の出力端を備える。交流電源を直流に整流することによって、単極性固体スイッチ素子1001及びそれと直列に接続する負荷L101へ伝送する。
【0089】
ブリッジ整流装置BR102は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、交流電源が入力する2個の入力端及び直流電源を出力する正極と負極出力端を備える。交流電源を直流に整流することによって、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101へ伝送し、更に駆動電圧信号を単極性固体スイッチ素子1001へ出力する。
【0090】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【0091】
本実施形態の交流電圧の位相角を調整する調整回路の双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD100、双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD200、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路PD101、PD102、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路PD103、PD104の駆動電圧信号の出力は、下記の一種または一種以上によって構成されることを含む。
【0092】
(1)直接電気エネルギー信号を出力することにより、固体スイッチ素子を駆動する。
【0093】
(2)ホトカプラにより絶縁隔離し、電気エネルギー信号を出力することにより、固体スイッチ素子を駆動する。
【0094】
3)パルストランスにより絶縁隔離し、電気エネルギー信号を出力することにより、固体スイッチ素子を駆動する。
【符号の説明】
【0095】
1000:双極性固体スイッチ素子、
1001、1002:単極性固体スイッチ素子、
BR101、BR102:ブリッジ整流装置、
CR101、CR102:ダイオード、
L101:負荷、
PD100:双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路、
PD200:双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路、
PD101、PD102:単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路、
PD103、PD104:単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路、
Z10:交流限流回路装置、
ZD101、ZD102、ZD103、ZD104:ツェナーダイオード。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
交流電圧の位相角を調整する調整回路は、交流電源と負荷との間に固体スイッチ素子を設置し、かつ位相調整回路を通して、固体スイッチ素子のオン位相角(Turn−on phase angle)及びオフ位相角(Turn−off phase angle)の二者を同期調整することによって、正弦波交流電源の電圧は、オン位相角及びオフ位相角の同期調整回路の変化範囲内において、対称波の出力を維持し、本実施例の交流電圧の位相角を調整する調整回路は、単相交流電源または多相交流電源出力電圧の調整に応用されることにより、負荷に対して安定した電圧を供給し、または負荷の出力電流を調整し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置(Z10)は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷(L101)と双極性固体スイッチ素子(1000)を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続し、
双極性固体スイッチ素子(1000)は、下記の一種または一種以上の回路構造によって構成され、
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の双方向サイリスタ素子によって構成され、例えば双方向サイリスタにより双極性固体スイッチ素子(1000)を構成し、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD100)自体の回路調整機能を通して、双極性の駆動電圧信号を出力し、また双方向サイリスタ素子である双方向サイリスタ(によって構成される双極性固体スイッチ素子(1000)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成され、例えばMOSFETやIGBTによって構成される2極モジュールを双極性固体スイッチ素子(1000)とし、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD100)自体の回路調整機能を通して、双極性の駆動電圧信号を出力し、また少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成される双極性固体スイッチ素子(1000)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD100)は、電子回路素子によって構成され、交流電源電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、双極性の駆動電圧信号を出力することにより、双極性固体スイッチ素子(1000)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する調整回路。
【請求項2】
双極性固体スイッチ素子により、オン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置(Z10)は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷(L101)と双極性固体スイッチ素子(1000)を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続し、
双極性固体スイッチ素子(1000)は、下記の一種または一種以上の回路構造によって構成され、
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の双方向サイリスタ素子によって構成され、例えば双方向サイリスタにより双極性固体スイッチ素子(1000)を構成し、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD200)自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、双極性の駆動電圧信号を出力し、逆極性に直列に接続するツェナーダイオード(ZD101、ZD102)を経て、双方向サイリスタ素子である双方向サイリスタによって構成される双極性固体スイッチ素子(1000)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成され、例えばMOSFETやIGBTによって構成される2極モジュールを双極性固体スイッチ素子(1000)とし、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD200)自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、双極性の駆動電圧信号を出力し、また逆極性に直列に接続するツェナーダイオード(ZD101、ZD102)を経て、少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成される双極性固体スイッチ素子(1000)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD200)は、電子回路素子によって構成され、交流電源電圧を入力し、かつ自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、双極性の駆動電圧信号を出力し、また逆極性に直列に接続するツェナーダイオード(ZD101、ZD102)を経て、双極性固体スイッチ素子(1000)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ツェナーダイオード(ZD101、ZD102)は、少なくとも2個のツェナーダイオード(zener diode)によって構成され、逆極性に直列に接続することによって双極性電圧差を形成し、双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD100)の双極性の駆動電圧信号の出力端と双極性固体スイッチ素子(1000)の双極性の駆動電圧信号の入力端との間に直列接続し、本実施例のツェナーダイオード(ZD101、ZD102)の代わりに、同じ性能の双方向ツェナーダイオードを使うことができ、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項1に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項3】
2個の固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角の回路を構成し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置(Z10)は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷(L101)と双極性固体スイッチ素子(1000)を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続し、
双極性固体スイッチ素子(1000)は、単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)を逆極性に並列に接続することによって構成され、単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)は下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成され、
(1)少なくとも2個の制御可能な電気伝導度により位相角の単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)を構成し、例えば少なくとも2個のシリコンを制御する整流器SCRを逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子(1000)を構成し、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD102)自体の回路調整機能を通して、別々に異極性の駆動電圧信号を出力することによって、別々に単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスにより単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)を構成し、かつ相互に逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子(1000)を構成し、例えばMOSFET、IGBTによって2極モジュールを構成して双極性固体スイッチ素子(1000)とし、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD102)自体の回路調整機能を通して、別々に異極性の駆動電圧信号を出力し、また別々に異極性に並列に接続し、別々に単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)の2個の電界効果パワーデバイスを構成することにより、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)は、電子回路素子によって構成され、ダイオード(CR101)と順極性に直列に接続することによって、第一極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子(1001)と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子(1001)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD102)は、電子回路素子によって構成され、ダイオード(CR102)と順極性に直列に接続することによって、第二極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子(1002)と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子(1002)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ダイオード(CR101)は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)に同極性に直列に接続し、
ダイオード(CR102)は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD102)に同極性に直列に接続し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項1に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項4】
2個の固体スイッチ素子により、オン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置(Z10)は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷(L101)と双極性固体スイッチ素子(1000)を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続し、
双極性固体スイッチ素子(1000)は、単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)を逆極性に並列に接続することによって構成され、単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)は下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成され、
(1)少なくとも2個の制御可能な電気伝導度により位相角の単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)を構成し、例えば少なくとも2個のシリコンを制御する整流器SCRを逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子(1000)を構成し、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD103)を通して、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD104)自体の回路設定機能により、別々に異極性の駆動電圧信号を出力し、またツェナーダイオード(ZD103)とツェナーダイオード(ZD104)を経て、別々に単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)へ伝送することにより、別々に単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)とし、かつ相互に逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子(1000)を構成し、例えばMOSFET、IGBTによって2極モジュールを構成して、双極性固体スイッチ素子(1000)とし、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD103)を通して、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD104)自体の回路設定機能により、別々に異極性の駆動電圧信号を出力し、またツェナーダイオード(ZD103)とツェナーダイオード(ZD104)を経て、別々に単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)へ伝送することにより、別々に異極性に並列に接続する2個の電界効果パワーデバイスに対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD103)は、電子回路素子によって構成され、ダイオード(CR101)と順極性に直列に接続することによって、第一極性の交流電圧を入力し、また自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、単極性固体スイッチ素子(1001)と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子(1001)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD104)は、電子回路素子によって構成され、ダイオード(CR102)と順極性に直列に接続することによって、第二極性の交流電圧を入力し、また自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、単極性固体スイッチ素子(1002)と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子(1002)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ダイオード(CR101)は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)に同極性に直列に接続し、
ダイオード(CR102)は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD102)に同極性に直列に接続し、
ツェナーダイオード(ZD103)は、ツェナー効果を備えるツェナーダイオード(zener diode)または順方向にバイアスされるダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD103)の駆動電圧信号の出力端と単極性固体スイッチ素子(1001)の駆動電圧信号の入力端との間に直列に接続し、
ツェナーダイオード(ZD104)は、ツェナー効果を備えるツェナーダイオード(zener diode)または順方向にバイアスされるダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD104)の駆動電圧信号の出力端と単極性固体スイッチ素子(1002)の駆動電圧信号の入力端との間に直列に接続し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項1に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項5】
ブリッジ整流装置結合固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角の回路を構成し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置(Z10)は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、交流電源とブリッジ整流装置(BR101)の交流入力端との間に直列に接続し、
単極性固体スイッチ素子(1001)は、下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成され、
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の単極性固体スイッチ素子(1001)によって構成され、例えばシリコンを制御する整流器SCRによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)自体の回路調整機能を通して、駆動電圧信号を出力し、シリコンを制御する整流器SCRによって構成される単極性固体スイッチ素子(1001)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
(2)電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子(1001)とし、例えばMOSFET、IGBTによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)自体の回路調整機能を通して、駆動電圧信号を出力し、また電界効果パワーデバイスによって構成される単極性固体スイッチ素子(1001)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)は、電子回路素子によって構成され、ブリッジ整流装置(BR102)の直流出力端に並列に接続し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子(1001)と同じ極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子(1001)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ブリッジ整流装置(BR101)は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、その交流電源の入力端と交流限流回路装置(Z10)を直列に接続してから、交流電源へ通じ、及び直流電源の正極と負極の出力端を備え、交流電源を直流に整流することによって、単極性固体スイッチ素子(1001)及びそれと直列に接続する負荷(L101)へ伝送し、
ブリッジ整流装置(BR102)は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、交流電源が入力する2個の入力端及び直流電源を出力する正極と負極出力端を備え、交流電源を直流に整流することによって、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)へ伝送し、更に駆動電圧信号を単極性固体スイッチ素子(1001)へ出力し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項1に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項6】
ブリッジ整流装置所結合固体スイッチ素子により、オン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置(Z10)は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、その一端は交流電源の一端へ通じ、別端を負荷(L101)へ通じるブリッジ整流装置(BR101)の交流入力端を直列に接続し、かつブリッジ整流装置(BR101)の別の交流入力端は交流電源の別端へ通じ、単極性固体スイッチ素子(1001)は、下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成され、
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の単極性固体スイッチ素子(1001)によって構成され、例えばシリコンを制御する整流器SCRによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力し、ツェナーダイオード(ZD103)を経て、シリコンを制御する整流器SCRによって構成される単極性固体スイッチ素子(1001)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
(2)電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子(1001)とし、例えばMOSFET、IGBTによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力し、ツェナーダイオード(ZD103)を経て、電界効果パワーデバイスによって構成される単極性固体スイッチ素子(1001)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD103)は、電子回路素子によって構成され、ブリッジ整流装置(BR101)の直流出力端に並列に接続し、かつ自体回路を通して駆動電圧信号の出力を設定し、ツェナーダイオード(ZD103)を経て単極性固体スイッチ素子(1001)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ブリッジ整流装置(BR101)は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、交流電源を入力する2個の入力端と直流電源を出力する正極と負極出力端を備え、交流電源を直流に整流することによって、単極性固体スイッチ素子(1001)及び単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD103)へ伝送し、
ツェナーダイオード(ZD103)は、ツェナー効果を備えるツェナーダイオード(zener diode)または順方向にバイアスされるダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD103)の駆動電圧信号の出力端と単極性固体スイッチ素子(1001)の駆動電圧信号の入力端との間に直列に接続し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項1に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項7】
双極性固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角を構成し、及び交流限流回路装置(Z10)により電流値を検出し、オン位相角及びオフ位相角の調整回路へ伝送することにより、固体スイッチ素子を経て、負荷を通過する電圧または電流回路を調整し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置(Z10)は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷(L101)と双極性固体スイッチ素子(1000)を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続し、
双極性固体スイッチ素子(1000)は、下記の一種または一種以上の回路構造によって構成され、
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の双方向サイリスタ素子によって構成され、例えば双方向サイリスタにより双極性固体スイッチ素子(1000)を構成し、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD100)自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考することによって、双極性の駆動電圧信号を出力し、また双方向サイリスタ素子によって双方向サイリスタを構成する双極性固体スイッチ素子(1000)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成され、例えばMOSFET、IGBTによって構成される2極モジュールを双極性固体スイッチ素子(1000)とし、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD100)自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考することによって、双極性の駆動電圧信号を出力し、また少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成される双極性固体スイッチ素子(1000)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD100)は、電子回路素子によって構成され、交流電源電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、双極性の駆動電圧信号を出力することにより、双極性固体スイッチ素子(1000)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項1に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項8】
2個の固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角を構成し、及び交流限流回路装置(Z10)により電流値を検出し、オン位相角及びオフ位相角の調整回路へ伝送することにより、固体スイッチ素子を経て、負荷を通過する電圧または電流回路を調整し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置(Z10)は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷(L101)と双極性固体スイッチ素子(1000)を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続し、
双極性固体スイッチ素子(1000)は、単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)を逆極性に並列に接続することによって構成され、単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)は下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成され、
(1)少なくとも2個の制御可能な電気伝導度により位相角の単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)を構成し、例えば少なくとも2個のシリコンを制御する整流器SCRを逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子(1000)を構成し、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD102)自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、別々に異極性の駆動電圧信号を出力することによって、別々に単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスにより単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)を構成し、かつ相互に逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子(1000)を構成し、例えばMOSFET、IGBTによって2極モジュールを構成して双極性固体スイッチ素子(1000)とし、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD102)自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、別々に異極性の駆動電圧信号を出力し、また別々に異極性に並列に接続し、別々に単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)の2個の電界効果パワーデバイスを構成することにより、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)は、電子回路素子によって構成され、ダイオード(CR101)と順極性に直列に接続することによって、第一極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子(1001)と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子(1001)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD102)は、電子回路素子によって構成され、ダイオード(CR102)と順極性に直列に接続することによって、第二極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子(1002)と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子(1002)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ダイオード(CR101)は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)に同極性に直列に接続し、
ダイオード(CR102)は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD102)に同極性に直列に接続し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項1に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項9】
ブリッジ整流装置結合固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角を構成し、及び交流限流回路装置(Z10)により電流値を検出し、オン位相角及びオフ位相角の調整回路へ伝送することにより、固体スイッチ素子を経て、負荷を通過する電圧または電流回路を調整し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置(Z10)は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、交流電源とブリッジ整流装置(BR101)の交流入力端との間に直列に接続し、
単極性固体スイッチ素子(1001)は、下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成され、
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の単極性固体スイッチ素子(1001)によって構成され、例えばシリコンを制御する整流器SCRによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力し、シリコンを制御する整流器SCRによって構成される単極性固体スイッチ素子(1001)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
(2)電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子(1001)とし、例えばMOSFET、IGBTによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力し、また電界効果パワーデバイスによって構成される単極性固体スイッチ素子(1001)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)は、電子回路素子によって構成され、ブリッジ整流装置(BR102)の直流出力端に並列に接続し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子(1001)と同じ極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子(1001)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ブリッジ整流装置(BR101)は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、その交流電源の入力端と交流限流回路装置(Z10)を直列に接続してから、交流電源へ通じ、及び直流電源の正極と負極の出力端を備え、交流電源を直流に整流することによって、単極性固体スイッチ素子(1001)及びそれと直列に接続する負荷(L101)へ伝送し、
ブリッジ整流装置(BR102)は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、交流電源が入力する2個の入力端及び直流電源を出力する正極と負極出力端を備え、交流電源を直流に整流することによって、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)へ伝送し、更に駆動電圧信号を単極性固体スイッチ素子(1001)へ出力し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項1に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項10】
双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD100)、双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD200)、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101、PD102)、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD103、PD104)の駆動電圧信号の出力は、
(1)直接電気エネルギー信号を出力することにより、固体スイッチ素子を駆動する方式、
(2)ホトカプラにより絶縁隔離し、電気エネルギー信号を出力することにより、固体スイッチ素子を駆動する方式、
(3)パルストランスにより絶縁隔離し、電気エネルギー信号を出力することにより、固体スイッチ素子を駆動する方式、
のうち一種以上の方式によって構成されることを特徴とする請求項1に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項1】
交流電圧の位相角を調整する調整回路は、交流電源と負荷との間に固体スイッチ素子を設置し、かつ位相調整回路を通して、固体スイッチ素子のオン位相角(Turn−on phase angle)及びオフ位相角(Turn−off phase angle)の二者を同期調整することによって、正弦波交流電源の電圧は、オン位相角及びオフ位相角の同期調整回路の変化範囲内において、対称波の出力を維持し、本実施例の交流電圧の位相角を調整する調整回路は、単相交流電源または多相交流電源出力電圧の調整に応用されることにより、負荷に対して安定した電圧を供給し、または負荷の出力電流を調整し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置(Z10)は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷(L101)と双極性固体スイッチ素子(1000)を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続し、
双極性固体スイッチ素子(1000)は、下記の一種または一種以上の回路構造によって構成され、
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の双方向サイリスタ素子によって構成され、例えば双方向サイリスタにより双極性固体スイッチ素子(1000)を構成し、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD100)自体の回路調整機能を通して、双極性の駆動電圧信号を出力し、また双方向サイリスタ素子である双方向サイリスタ(によって構成される双極性固体スイッチ素子(1000)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成され、例えばMOSFETやIGBTによって構成される2極モジュールを双極性固体スイッチ素子(1000)とし、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD100)自体の回路調整機能を通して、双極性の駆動電圧信号を出力し、また少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成される双極性固体スイッチ素子(1000)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD100)は、電子回路素子によって構成され、交流電源電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、双極性の駆動電圧信号を出力することにより、双極性固体スイッチ素子(1000)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する調整回路。
【請求項2】
双極性固体スイッチ素子により、オン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置(Z10)は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷(L101)と双極性固体スイッチ素子(1000)を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続し、
双極性固体スイッチ素子(1000)は、下記の一種または一種以上の回路構造によって構成され、
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の双方向サイリスタ素子によって構成され、例えば双方向サイリスタにより双極性固体スイッチ素子(1000)を構成し、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD200)自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、双極性の駆動電圧信号を出力し、逆極性に直列に接続するツェナーダイオード(ZD101、ZD102)を経て、双方向サイリスタ素子である双方向サイリスタによって構成される双極性固体スイッチ素子(1000)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成され、例えばMOSFETやIGBTによって構成される2極モジュールを双極性固体スイッチ素子(1000)とし、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD200)自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、双極性の駆動電圧信号を出力し、また逆極性に直列に接続するツェナーダイオード(ZD101、ZD102)を経て、少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成される双極性固体スイッチ素子(1000)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD200)は、電子回路素子によって構成され、交流電源電圧を入力し、かつ自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、双極性の駆動電圧信号を出力し、また逆極性に直列に接続するツェナーダイオード(ZD101、ZD102)を経て、双極性固体スイッチ素子(1000)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ツェナーダイオード(ZD101、ZD102)は、少なくとも2個のツェナーダイオード(zener diode)によって構成され、逆極性に直列に接続することによって双極性電圧差を形成し、双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD100)の双極性の駆動電圧信号の出力端と双極性固体スイッチ素子(1000)の双極性の駆動電圧信号の入力端との間に直列接続し、本実施例のツェナーダイオード(ZD101、ZD102)の代わりに、同じ性能の双方向ツェナーダイオードを使うことができ、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項1に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項3】
2個の固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角の回路を構成し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置(Z10)は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷(L101)と双極性固体スイッチ素子(1000)を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続し、
双極性固体スイッチ素子(1000)は、単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)を逆極性に並列に接続することによって構成され、単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)は下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成され、
(1)少なくとも2個の制御可能な電気伝導度により位相角の単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)を構成し、例えば少なくとも2個のシリコンを制御する整流器SCRを逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子(1000)を構成し、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD102)自体の回路調整機能を通して、別々に異極性の駆動電圧信号を出力することによって、別々に単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスにより単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)を構成し、かつ相互に逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子(1000)を構成し、例えばMOSFET、IGBTによって2極モジュールを構成して双極性固体スイッチ素子(1000)とし、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD102)自体の回路調整機能を通して、別々に異極性の駆動電圧信号を出力し、また別々に異極性に並列に接続し、別々に単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)の2個の電界効果パワーデバイスを構成することにより、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)は、電子回路素子によって構成され、ダイオード(CR101)と順極性に直列に接続することによって、第一極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子(1001)と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子(1001)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD102)は、電子回路素子によって構成され、ダイオード(CR102)と順極性に直列に接続することによって、第二極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子(1002)と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子(1002)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ダイオード(CR101)は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)に同極性に直列に接続し、
ダイオード(CR102)は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD102)に同極性に直列に接続し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項1に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項4】
2個の固体スイッチ素子により、オン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置(Z10)は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷(L101)と双極性固体スイッチ素子(1000)を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続し、
双極性固体スイッチ素子(1000)は、単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)を逆極性に並列に接続することによって構成され、単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)は下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成され、
(1)少なくとも2個の制御可能な電気伝導度により位相角の単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)を構成し、例えば少なくとも2個のシリコンを制御する整流器SCRを逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子(1000)を構成し、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD103)を通して、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD104)自体の回路設定機能により、別々に異極性の駆動電圧信号を出力し、またツェナーダイオード(ZD103)とツェナーダイオード(ZD104)を経て、別々に単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)へ伝送することにより、別々に単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)とし、かつ相互に逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子(1000)を構成し、例えばMOSFET、IGBTによって2極モジュールを構成して、双極性固体スイッチ素子(1000)とし、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD103)を通して、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD104)自体の回路設定機能により、別々に異極性の駆動電圧信号を出力し、またツェナーダイオード(ZD103)とツェナーダイオード(ZD104)を経て、別々に単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)へ伝送することにより、別々に異極性に並列に接続する2個の電界効果パワーデバイスに対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD103)は、電子回路素子によって構成され、ダイオード(CR101)と順極性に直列に接続することによって、第一極性の交流電圧を入力し、また自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、単極性固体スイッチ素子(1001)と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子(1001)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD104)は、電子回路素子によって構成され、ダイオード(CR102)と順極性に直列に接続することによって、第二極性の交流電圧を入力し、また自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、単極性固体スイッチ素子(1002)と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子(1002)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ダイオード(CR101)は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)に同極性に直列に接続し、
ダイオード(CR102)は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD102)に同極性に直列に接続し、
ツェナーダイオード(ZD103)は、ツェナー効果を備えるツェナーダイオード(zener diode)または順方向にバイアスされるダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD103)の駆動電圧信号の出力端と単極性固体スイッチ素子(1001)の駆動電圧信号の入力端との間に直列に接続し、
ツェナーダイオード(ZD104)は、ツェナー効果を備えるツェナーダイオード(zener diode)または順方向にバイアスされるダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD104)の駆動電圧信号の出力端と単極性固体スイッチ素子(1002)の駆動電圧信号の入力端との間に直列に接続し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項1に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項5】
ブリッジ整流装置結合固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角の回路を構成し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置(Z10)は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、交流電源とブリッジ整流装置(BR101)の交流入力端との間に直列に接続し、
単極性固体スイッチ素子(1001)は、下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成され、
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の単極性固体スイッチ素子(1001)によって構成され、例えばシリコンを制御する整流器SCRによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)自体の回路調整機能を通して、駆動電圧信号を出力し、シリコンを制御する整流器SCRによって構成される単極性固体スイッチ素子(1001)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
(2)電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子(1001)とし、例えばMOSFET、IGBTによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)自体の回路調整機能を通して、駆動電圧信号を出力し、また電界効果パワーデバイスによって構成される単極性固体スイッチ素子(1001)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)は、電子回路素子によって構成され、ブリッジ整流装置(BR102)の直流出力端に並列に接続し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子(1001)と同じ極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子(1001)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ブリッジ整流装置(BR101)は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、その交流電源の入力端と交流限流回路装置(Z10)を直列に接続してから、交流電源へ通じ、及び直流電源の正極と負極の出力端を備え、交流電源を直流に整流することによって、単極性固体スイッチ素子(1001)及びそれと直列に接続する負荷(L101)へ伝送し、
ブリッジ整流装置(BR102)は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、交流電源が入力する2個の入力端及び直流電源を出力する正極と負極出力端を備え、交流電源を直流に整流することによって、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)へ伝送し、更に駆動電圧信号を単極性固体スイッチ素子(1001)へ出力し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項1に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項6】
ブリッジ整流装置所結合固体スイッチ素子により、オン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置(Z10)は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、その一端は交流電源の一端へ通じ、別端を負荷(L101)へ通じるブリッジ整流装置(BR101)の交流入力端を直列に接続し、かつブリッジ整流装置(BR101)の別の交流入力端は交流電源の別端へ通じ、単極性固体スイッチ素子(1001)は、下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成され、
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の単極性固体スイッチ素子(1001)によって構成され、例えばシリコンを制御する整流器SCRによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力し、ツェナーダイオード(ZD103)を経て、シリコンを制御する整流器SCRによって構成される単極性固体スイッチ素子(1001)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
(2)電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子(1001)とし、例えばMOSFET、IGBTによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力し、ツェナーダイオード(ZD103)を経て、電界効果パワーデバイスによって構成される単極性固体スイッチ素子(1001)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD103)は、電子回路素子によって構成され、ブリッジ整流装置(BR101)の直流出力端に並列に接続し、かつ自体回路を通して駆動電圧信号の出力を設定し、ツェナーダイオード(ZD103)を経て単極性固体スイッチ素子(1001)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ブリッジ整流装置(BR101)は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、交流電源を入力する2個の入力端と直流電源を出力する正極と負極出力端を備え、交流電源を直流に整流することによって、単極性固体スイッチ素子(1001)及び単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD103)へ伝送し、
ツェナーダイオード(ZD103)は、ツェナー効果を備えるツェナーダイオード(zener diode)または順方向にバイアスされるダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD103)の駆動電圧信号の出力端と単極性固体スイッチ素子(1001)の駆動電圧信号の入力端との間に直列に接続し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項1に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項7】
双極性固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角を構成し、及び交流限流回路装置(Z10)により電流値を検出し、オン位相角及びオフ位相角の調整回路へ伝送することにより、固体スイッチ素子を経て、負荷を通過する電圧または電流回路を調整し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置(Z10)は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷(L101)と双極性固体スイッチ素子(1000)を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続し、
双極性固体スイッチ素子(1000)は、下記の一種または一種以上の回路構造によって構成され、
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の双方向サイリスタ素子によって構成され、例えば双方向サイリスタにより双極性固体スイッチ素子(1000)を構成し、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD100)自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考することによって、双極性の駆動電圧信号を出力し、また双方向サイリスタ素子によって双方向サイリスタを構成する双極性固体スイッチ素子(1000)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成され、例えばMOSFET、IGBTによって構成される2極モジュールを双極性固体スイッチ素子(1000)とし、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD100)自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考することによって、双極性の駆動電圧信号を出力し、また少なくとも2個の電界効果パワーデバイスによって構成される双極性固体スイッチ素子(1000)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD100)は、電子回路素子によって構成され、交流電源電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、双極性の駆動電圧信号を出力することにより、双極性固体スイッチ素子(1000)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項1に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項8】
2個の固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角を構成し、及び交流限流回路装置(Z10)により電流値を検出し、オン位相角及びオフ位相角の調整回路へ伝送することにより、固体スイッチ素子を経て、負荷を通過する電圧または電流回路を調整し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置(Z10)は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷(L101)と双極性固体スイッチ素子(1000)を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続し、
双極性固体スイッチ素子(1000)は、単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)を逆極性に並列に接続することによって構成され、単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)は下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成され、
(1)少なくとも2個の制御可能な電気伝導度により位相角の単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)を構成し、例えば少なくとも2個のシリコンを制御する整流器SCRを逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子(1000)を構成し、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD102)自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、別々に異極性の駆動電圧信号を出力することによって、別々に単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
(2)少なくとも2個の電界効果パワーデバイスにより単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)を構成し、かつ相互に逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子(1000)を構成し、例えばMOSFET、IGBTによって2極モジュールを構成して双極性固体スイッチ素子(1000)とし、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD102)自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、別々に異極性の駆動電圧信号を出力し、また別々に異極性に並列に接続し、別々に単極性固体スイッチ素子(1001)と単極性固体スイッチ素子(1002)の2個の電界効果パワーデバイスを構成することにより、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)は、電子回路素子によって構成され、ダイオード(CR101)と順極性に直列に接続することによって、第一極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子(1001)と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子(1001)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD102)は、電子回路素子によって構成され、ダイオード(CR102)と順極性に直列に接続することによって、第二極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子(1002)と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子(1002)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ダイオード(CR101)は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)に同極性に直列に接続し、
ダイオード(CR102)は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD102)に同極性に直列に接続し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項1に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項9】
ブリッジ整流装置結合固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角を構成し、及び交流限流回路装置(Z10)により電流値を検出し、オン位相角及びオフ位相角の調整回路へ伝送することにより、固体スイッチ素子を経て、負荷を通過する電圧または電流回路を調整し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置(Z10)は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、交流電源とブリッジ整流装置(BR101)の交流入力端との間に直列に接続し、
単極性固体スイッチ素子(1001)は、下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成され、
(1)制御可能な電気伝導度による位相角の単極性固体スイッチ素子(1001)によって構成され、例えばシリコンを制御する整流器SCRによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力し、シリコンを制御する整流器SCRによって構成される単極性固体スイッチ素子(1001)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
(2)電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子(1001)とし、例えばMOSFET、IGBTによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力し、また電界効果パワーデバイスによって構成される単極性固体スイッチ素子(1001)に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)は、電子回路素子によって構成され、ブリッジ整流装置(BR102)の直流出力端に並列に接続し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置(Z10)を通過する電流値と負荷(L101)の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子(1001)と同じ極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子(1001)のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ブリッジ整流装置(BR101)は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、その交流電源の入力端と交流限流回路装置(Z10)を直列に接続してから、交流電源へ通じ、及び直流電源の正極と負極の出力端を備え、交流電源を直流に整流することによって、単極性固体スイッチ素子(1001)及びそれと直列に接続する負荷(L101)へ伝送し、
ブリッジ整流装置(BR102)は、少なくとも4個の整流ダイオードによって構成され、交流電源が入力する2個の入力端及び直流電源を出力する正極と負極出力端を備え、交流電源を直流に整流することによって、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101)へ伝送し、更に駆動電圧信号を単極性固体スイッチ素子(1001)へ出力し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項1に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項10】
双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD100)、双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD200)、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路(PD101、PD102)、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路(PD103、PD104)の駆動電圧信号の出力は、
(1)直接電気エネルギー信号を出力することにより、固体スイッチ素子を駆動する方式、
(2)ホトカプラにより絶縁隔離し、電気エネルギー信号を出力することにより、固体スイッチ素子を駆動する方式、
(3)パルストランスにより絶縁隔離し、電気エネルギー信号を出力することにより、固体スイッチ素子を駆動する方式、
のうち一種以上の方式によって構成されることを特徴とする請求項1に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2012−221497(P2012−221497A)
【公開日】平成24年11月12日(2012.11.12)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2012−86420(P2012−86420)
【出願日】平成24年4月5日(2012.4.5)
【出願人】(599075531)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年11月12日(2012.11.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−86420(P2012−86420)
【出願日】平成24年4月5日(2012.4.5)
【出願人】(599075531)
【Fターム(参考)】
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