| 【発明の名称】 |
ＭＯＳＦＥＴ逆位相制御調光器 |
| 【発明者】 |
【氏名】立澤 一郎
【氏名】宗進 耕児
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| 【要約】 |
【課題】突入電流を制限し機器の負荷定格を大きくできるＭＯＳＦＥＴ逆位相制御調光器を提供する。
【解決手段】交流電源Ｅに対して直列且つ逆方向に接続した２つのＭＯＳＦＥＴを有するＭＯＳＦＥＴ部１と該ＭＯＳＦＥＴ部１を駆動するための駆動電源部２を内蔵し、前記ＭＯＳＦＥＴ部１により交流電源Ｅを逆位相制御することで負荷に供給する電力を制御する位相制御調光器において、前記ＭＯＳＦＥＴ部１に流れる電流を検出する電流検出部４と、該電流検出部４の出力を監視する比較回路部５と、前記ＭＯＳＦＥＴ部１に接続したトランジスタ６と、該トランジスタ６を動作させるタイマー回路７とを設け、突入電流が検出されると一定時間前記ＭＯＳＦＥＴ部１をオフさせ、突入電流が突入電流が検出されなくなるまでこの動作を繰り返すことにより、制御信号のオン幅に関わらず、前記ＭＯＳＦＥＴ部１に流れる電流が所定値以上にならないようにオン幅を制限することを特徴とするＭＯＳＦＥＴ逆位相制御調光器。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 交流電源に対して直列且つ逆方向に接続した２つのＭＯＳＦＥＴを有するＭＯＳＦＥＴ部と該ＭＯＳＦＥＴ部を駆動するための電源等を有する電源部を内蔵し、前記ＭＯＳＦＥＴ部により交流電源を逆位相制御することで白熱灯負荷に供給する電力を制御する位相制御調光器において、前記ＭＯＳＦＥＴ部の２つのＭＯＳＦＥＴに流れるドレイン電流を電圧として検出する電流検出部と、該電流検出部の出力を監視する比較回路部と、前記ＭＯＳＦＥＴ部の２つのＭＯＳＦＥＴのＧ−Ｓ端子に接続したトランジスタと、前記比較回路部からの信号に応じて前記トランジスタを動作させるタイマー回路とを設け、起動時の突入電流が前記２つのＭＯＳＦＥＴの定格を越えると前記タイマー回路が動作して一定時間前記ＭＯＳＦＥＴ部をオフさせ、突入電流が前記２つのＭＯＳＦＥＴの定格を越えなくなるまでこの動作を繰り返すことにより、白熱灯のフィラメントが十分に温まり電流が安定するまで制御信号のオン指令幅に関わらず、前記ＭＯＳＦＥＴ部に流れる電流が所定値以上にならないようにオン幅を制限すること特徴とするＭＯＳＦＥＴ逆位相制御調光器。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電源を位相制御して照明負荷に供給する電力を制御して調光を行う位相制御調光器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来図３に示すように、交流電源Ｅを位相制御して白熱灯負荷Ｌに供給する電力を制御して調光を行う位相制御調光器１には、スイッチング素子に自己保持可能なサイリスタ素子を用いるものと、ＭＯＳＦＥＴのような任意に消弧可能な素子を用いるものとがある。電流の立ち上がり時は、必ずゼロクロスとなり通常の位相制御回路と比較して電流サージが低減されるため位相制御装置が発生する電磁ノイズを低減したり、ランプの唸りに効果のある逆位相制御動作を行うには、オフを電流０でしか自己消弧できないサイリスタ素子は用いることができない。
【０００３】そこで、従来のＭＯＳＦＥＴを用いた位相制御調光器は点弧位相が９０度の時の最も大きくなる突入電流に耐え得る容量の素子を採用している。故に、図４に示すように、ＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２等を、電力制御を行うスイッチング素子として用いて、直列でかつ逆方向に接続し一方を交流波形の正方向通電に、また他方を負方向通電用い、ゲート電源Ｇ１を使用し、スイッチング素子のゲート電圧を制御して導通モード及び非導通モードの制御を行う位相制御調光器１が従来例としてあった。
【０００４】白熱灯のフィラメントは常温では抵抗値が小さいため、電流を負荷に流し始める瞬間は白熱灯定格の１０倍以上の突入電流が流れ、この状態はフィラメントが温まるまで続く。
【０００５】ここで、一般にＭＯＳＦＥＴはサイリスタ素子に比べて耐サージ電流定格が低い。また、交流電源の印加から駆動電源の出力電圧が十分に上がるまでは時間がかかるため、ＭＯＳＦＥＴのスレッシュホールドぎりぎりのゲート電圧でオンさせた場合は、オン抵抗が十分小さくならず定格以内の電流であってもオン損失が定格オーバして破壊を起こす可能性がある。そのため、従来のＭＯＳＦＥＴ位相制御調光器は素子の定格のわりには定格負荷容量を大きくできないという欠点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、調光器の起動時は点灯信号のタイミングに関わらず、起動時の突入電流がＭＯＳＦＥＴの定格を越えるとタイマー回路が動作して一定時間ＭＯＳＦＥＴをオフさせ、負荷電流がＭＯＳＦＥＴの定格を越えなくなるまでこの動作を繰り返すことにより、白熱灯のフィラメントが十分に温まり電流が安定するまで、制御信号のオン指令幅に関わらずＭＯＳＦＥＴに流れる電流が、所定値以上にならないようにオン幅を制限する動作を行うことで、従来より調光器の負荷定格を大きくすることできる優れたＭＯＳＦＥＴ逆位相制御調光器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１発明では、 ＭＯＳＦＥＴ部の電流検出部と該電流検出部からの信号が前記ＭＯＳＦＥＴの定格を越えているがどうか判定する比較回路部と、前記ＭＯＳＦＥＴ部の２つのＭＯＳＦＥＴのＧ−Ｓ端子に接続したトランジスタと、前記比較回路部の信号により一定期間前記トランジスタをオンさせＭＯＳＦＥＴのＧ-Ｓを短絡させるタイマー回路と、を従来のＭＯＳＦＥＴ位相制御調光器に追加した構成をとっており、起動スイッチがオンして前記ＭＯＳＦＥＴ部に突入電流が流れ、該突入電流が前記２つのＭＯＳＦＥＴの定格を越えると前記タイマー回路が動作して、一定時間前記ＭＯＳＦＥＴ部をオフさせ、負荷電流が前記２つのＭＯＳＦＥＴの定格を越えなくなるまでこの動作を繰り返すことによってフィラメントが十分に温まり電流が安定するまでは、制御信号のオン指令幅に関わらずＭＯＳＦＥＴに流れる電流を制限することを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るＭＯＳＦＥＴ逆位相制御調光器の一実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。
【０００９】図１は、ＭＯＳＦＥＴ逆位相制御調光器と交流電源と白熱灯負荷との配線図であり、図２は、回路動作のタイミングチャートである。
【００１０】図１に示される調光器はメインスイッチであるＭＯＳＦＥＴ部１と、該ＭＯＳＦＥＴ部１のＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２のＧ-Ｓ間に電圧を印加するための駆動電源部２と、前記ＭＯＳＦＥＴ部１のＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２に流れるドレイン電流を電圧として検出する電流検出部４と、該電流検出部４の出力を監視する比較回路部５と、該比較回路部５より前記ＭＯＳＦＥＴ部１の過電流信号を受けると一定期間前記ＭＯＳＦＥＴ部の２つのＭＯＳＦＥＴのＧ−Ｓ端子に接続したトランジスタＴｒ２をオンさせ、前記ＭＯＳＦＥＴ部１のＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２のＧ−Ｓ間を短絡して前記ＭＯＳＦＥＴ部１をオフさせるタイマー回路と、制御信号より前記ＭＯＳＦＥＴ部１をオン・オフ動作させるトランジスタＴｒ１と、を主要構成としている。
【００１１】起動スイッチＳＷ１が、オンすると前記ＭＯＳＦＥＴ部１のＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２を駆動させるため前記駆動電源部２は、若干の時間を要して、定格いっぱいのドレイン電流を流してもＡＳＯ破壊を起こさないだけの十分な電圧を出力する。但し、起動スイッチは任意のタイミングでオンされるので、所定の電圧まであがる時間は一定ではない。
【００１２】また、０Ｖ時点でオン可能状態になった前記ＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２は制御信号に従ってサインカーブで立ち上がるオン電流を白熱灯負荷Ｌに流す。
【００１３】この時、白熱灯のフィラメントは温まっていないので小さい抵抗値となり突入電流が発生する。
【００１４】前記白熱灯負荷Ｌに流れる電流の値は、カレントトランスＣＡと全波整流回路ＤＢ等からなる前記電流検出部４によって、前記比較回路部５のコンパレータＣＰ２が前記ＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２の定格電流以上であると判定すると、その信号を受信したすぐさまタイマー回路７に出力する。該タイマー回路７は、前記比較回路部５からの信号を受けると一定期間前記ＭＯＳＦＥＴ部の２つのＭＯＳＦＥＴのＧ−Ｓ端子に接続したトランジスタＴｒ２をオンさせて、前記ＭＯＳＦＥＴ部１のＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２のＧ−Ｓ間を短絡して、前記ＭＯＳＦＥＴ部１をオフさせる。
【００１５】前記タイマー回路７が、動作を終了し前記トランジスタＴｒ２をオフさせて再び前記Ｔｒ１が制御信号を受けて前記ＭＯＳＦＥＴ部１のＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２のＧ−Ｓ間を短絡して、前記ＭＯＳＦＥＴ部１をオンさせたときに、まだ白熱灯のフィラメントの温度が十分温まっていないと最初ほどではないが過電流がながれる。この動作を、突入電流が前記ＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２の定格電流以下になるまで続ける。尚、前記タイマー回路７が前記トランジスタＴｒ２をオンさせている時間はいくらでも良く、特に前記交流電源Ｅとの同期をとる必要はない。
【００１６】
【発明の効果】上説明したように、請求項１記載のＭＯＳＦＥＴ位相制御調光器にあっては、０Ｖ検出回路や電源電圧比較回路備えてなくても突入電流をＭＯＳＦＥＴの定格以下に押さえることができるので、従来のＭＯＳＦＥＴ調光器より大きな負荷定格を設定することができると言う効果を奏する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８３２
【氏名又は名称】松下電工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年９月３０日（１９９８．９．３０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１１１５５６
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 淳二 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１０６２８７（Ｐ２０００−１０６２８７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年４月１１日（２０００．４．１１） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２７６７２７ |
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