JP3022051B2 - Ａｃ電力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＡＣ電力制御装置に係
り、例えば調節計の出力側に負荷として使用されるヒー
タ等をＡＣ電力制御するＡＣ電力制御装置の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】調節計で制御対象を温度制御するシステ
ムとしては、図５に示すように、例えば射出成形機の金
型等の制御対象１に配置した温度測定用のセンサ３から
の測定値ＰＶと予め設定した設定値ＳＶから、温度制御
用の調節計５で操作量ＭＶをＰＩＤ演算してＡＣ電力制
御装置７へ出力し、制御対象１に配置したヒータ等の負
荷９に流すヒータ電流を操作量ＭＶに応じてＡＣ電力制
御装置７でＡＣ電力制御する構成が知られている。図５
中の符号１１は負荷電源である。そして、このような制
御システムにおけるＡＣ電力制御装置７の制御方式とし
ては、一般的に位相制御と時間比例オンオフ制御があ
る。

【０００３】前者の位相制御方式は、図６に示すよう
に、ＡＣ負荷電源を任意の位相角で切換え通電すること
によってＡＣ電力制御を行なうもので、任意の位相角で
調整できるからきめ細かい制御が可能であり、制御の安
定性も高い。しかし、この位相制御方式は、ＡＣ負荷電
源を任意の位相角でスイッチングするから、高周波ノイ
ズが発生し易くなってノイズに弱い制御システムにはあ
まり適さない。

【０００４】後者の時間比例オンオフ制御方式は、図７
に示すように、一定周期中（図７では２秒間）のオン時
間とオフ時間の割合を変化させてＡＣ電力制御を行なう
もので、ＡＣ負荷電源電圧の０Ｖ付近でスイッチングす
るからノイズを発生させ難く、ノイズに弱い制御システ
ムにも好適する。反面、この制御方式はオン時間とオフ
時間の時間間隔が長いため、制御に基づくリップルが長
くなり易くてきめ細かい制御は望めず、制御の安定性に
難点がある。両者の制御方法を改善したものとして時分
割制御方式がある。これは例えば図８に示すように、時
間比例オンオフ制御方式のようにＡＣ負荷電源電圧の０
Ｖ付近でスイッチングするものであるが、時間比例オン
オフ制御方式とは異なり周期がなく、オン時間とオフ時
間を交互に頻繁に繰返す方式であり、ノイズを発生させ
難いうえ、上述した位相制御により近い制御性を期待で
きる利点がある。

【０００５】図９は時分割制御方式を採用した従来のＡ
Ｃ電力制御装置を示すブロック図である。すなわち、抵
抗やコンデンサ等からなる充放電回路１３と、図５の調
節計５からの操作量ＭＶを電圧換算した電圧レベルＶｍ
と充放電回路１３の充放電電圧とを比較するとともに充
放電電圧が電圧レベルＶｍを超えた時点で負荷への電力
供給のオンオフ待機指示信号を出力する比較回路１５
と、負荷電源１１のＡＣ負荷電圧波形をモニタしてその
電圧が０Ｖ付近にあるとき検出信号を出力するＡＣ検出
部１７と、そのオンオフ待機指示信号が入力された状態
下でＡＣ検出部１７からの検出信号の入力によって電源
供給をオンオフするゼロクロストリガ回路１９と、この
ゼロクロストリガ回路１９によって負荷９へのＡＣ電力
をスイッチングするトライアック（商標名）等のサイリ
スタ２１から構成されている。

【０００６】なお、充放電回路１３は、負荷９へのＡＣ
電力供給のオンオフ切換えタイミングに合せてゼロクロ
ストリガ回路１９によって充放電が交互に切換えられる
ようになっており、負荷９へＡＣ電力を供給している期
間には放電し、ＡＣ電力の供給を停止している期間には
充電する構成になっている。このような従来の時分割制
御方式のＡＣ電力制御装置では、図１０Ａの実線のよう
に充放電回路１３が区間ｔ１、ｔ２、ｔ３……（同図
Ｃ）で充放電を繰返しているとき、最初は負荷９へのＡ
Ｃ電力供給が停止されているから充放電回路１３が充電
動作し、その充電電圧が上昇して操作量ＭＶの電圧レベ
ルＶｍを超えた時点で比較回路１５がオンオフ待機指示
信号Ｐ、Ｑをゼロクロストリガ回路１９へ出力する。

【０００７】すなわち、区間ｔ１で操作量ＭＶの電圧レ
ベルＶｍが充電電圧を超えた時点でオン待機指示信号Ｐ
が出力されると、ゼロクロストリガ回路１９が負荷９側
へのＡＣ電力供給のオン待機状態となる。オン待機指示
信号Ｐが入力されているゼロクロストリガ回路１９に、
ＡＣ負荷電源波形をモニタしているＡＣ検出部１７から
図１０Ｂのような検出信号が入力されると、ゼロクロス
トリガ回路１９が区間ｔ２でサイリスタ２１をオン動作
させて、負荷９へＡＣ電力が供給される。

【０００８】区間ｔ２においては、サイリスタ２１が負
荷９へＡＣ電力を供給中であるから、充放電回路１３が
放電動作するとともにこれが区間ｔ３まで続く。区間ｔ
３では、充放電回路１３からの放電電圧の低下に伴い、
操作量ＭＶの電圧レベルＶｍを越えて放電電圧が低下す
る時点で比較部１５からオフ待機指示信号Ｑが出力さ
れ、ゼロクロストリガ回路１９がＡＣ電力供給のオフ待
機状態となる一方、ＡＣ検出部１７から検出信号が入力
されると、ゼロクロストリガ回路１９が区間ｔ４でサイ
リスタ２１をオフ動作させて負荷９へのＡＣ電力の供給
を遮断する。

【０００９】区間ｔ４ではサイリスタ２１が負荷９へＡ
Ｃ電力を供給しないので充放電回路１３が充電動作に切
換わる。以降、このような動作を繰返す。そのため、負
荷９へは図１０Ｃのように期間ｔ２、ｔ３、ｔ５……で
ＡＣ電力が供給されるし、比較部１５へ加えられる操作
量ＭＶを変化させれば、図１０Ａの電圧レベルＶｍが変
動して負荷９へ供給されるＡＣ電力供給期間を変化させ
ることが可能となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た図９に示すＡＣ電力制御装置では、充放電回路１３の
充放電電圧と操作量ＭＶの電圧レベルＶｍを比較する構
成であるから、操作量ＭＶに対しＡＣ電力制御の不感帯
が存在し、操作量ＭＶの変動に対してＡＣ電力供給量が
階段的に変化するため、ＡＣ電力制御が振動的になり易
い欠点がある。例えば図１０において、操作量ＭＶが多
少変化して電圧レベルＶｍが少し上昇しても、充放電電
圧のレベルが操作量ＭＶの電圧レベルＶｍを横切る点す
なわちオンオフ待機指示信号Ｐ、Ｑが出力される点は各
々区間ｔ１、ｔ３に存在して次の区間ｔ２、ｔ４に生か
されず、図１０ＣのＡＣ電力供給波形が変らない場合が
ある。

【００１１】このように、操作量ＭＶが変化してもその
上昇分又は下降分は、充放電電圧のレベルを横切る点の
属する区間から後の区間に先送りされないため、操作量
ＭＶがある程度以上大きく変化しない限りＡＣ電力供給
を変化できない構成となっており、高い精度を要求され
る制御対象では改善の余地があった。本発明はこのよう
な状況の下になされたもので、操作量の小さな変化に対
してもこれをＡＣ電力供給制御に生かすことが可能で、
高精度の時分割制御方式を実現できるＡＣ電力制御装置
の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、操作量に対応した負荷率から電力供
給帰還信号としての一定信号を減算するとともに積分し
た積分出力値、又はその負荷率を積分するとともにその
一定信号で減算して上記負荷率の積分値とした積分出力
値を出力する積分演算部と、その積分出力値が基準値以
上になったときタイミング信号を出力する比較部と、Ａ
Ｃ負荷電源の０電位付近を検出して検出信号を出力する
ＡＣ検出部と、それらタイミング信号と検出信号との論
理積に基づき上記０電位付近間を少なくとも一単位とし
た駆動信号を出力して負荷へのＡＣ電力供給をオン動作
させる駆動部と、その負荷へのＡＣ電力供給のオン期間
にその一定信号を上記積分演算部へ出力する帰還信号供
給部とを具備している。そして、本発明では、上記帰還
信号供給部を上記駆動部で形成してもよいし、上記各部
とは独立して形成してもよい。

【００１３】

【作用】そのような手段を備えた本発明では、積分演算
部が操作量に対応した負荷率から一定信号を減算すると
ともに積分した積分出力値、又はその負荷率を積分して
その一定信号で減算した積分出力値を出力し、その積分
出力値が基準値以上になったとき比較部がタイミング信
号を出力し、ＡＣ負荷電源の０電位付近を検出したとき
ＡＣ検出部から出力される検出信号とそのタイミング信
号との論理積に基づき駆動部が上記０電位付近間を少な
くとも一単位とした駆動信号を出力して負荷へＡＣ電力
供給を供給し、帰還信号供給部がその負荷へのＡＣ電力
供給オン期間に上記一定信号を上記積分演算部へ出力す
る。そして、上記帰還信号供給部を上記駆動部で形成す
れば回路構成が簡素化できるし、扱う負荷率の信号形態
に応じて上記各部とは独立して形成することも可能であ
る。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。図１は本発明に係るＡＣ電力制御装置の実施例を示
すブロック図である。図１において、積分演算部２３は
図示しない調節計（図５参照）からの操作量ＭＶを負荷
率Ｘの形態で入力し、後述する出力量帰還部２５からの
電力供給帰還信号（単に帰還信号とする）Ｇを負荷率Ｘ
から減算するとともに、その減算値を順次積分して比較
部２７へ出力するものであり、減算値ＹはＹ＝Ｘ−Ｇで
示すことができる。

【００１５】ここで負荷率Ｘは操作量ＭＶの１００％相
当値をＭＶｍａｘとし、０％相当値をＭＶｍｉｎとする
と、次のように示すことができる。 Ｘ＝（ＭＶ−ＭＶｍｉｎ）／（ＭＶｍａｘ−ＭＶｍｉ
ｎ） 例えば、４〜２０ｍＡ出力の調節計において操作量ＭＶ
が１２ｍＡであれば、負荷率Ｘは、 （１２−４）／（２０−４）＝０．５ となる。調節計の操作量ＭＶを０〜１００％で表現する
場合には、 Ｘ＝ＭＶ（％）／１００（％） となる。また、減算値Ｙを積分して比較部２７へ出力さ
れる積分出力値Ａは次式で表せる。

【００１６】

【数１】 数１中の符号ｔ０は電源投入時点、符号ｔは電源投入後
の任意の時点を示しており、その積分出力値Ａは例えば
図２Ａの実線のように推移するが、詳細は後述する。比
較部２７は積分演算部２３からの積分出力値Ａが所定の
基準値以上か否かを比較し、基準値以上であればタイミ
ング信号Ｂをゼロクロストリガ回路２９へ出力するもの
である。この所定期間Ｔは、後述する負荷電源３１のオ
ンオフ切換え時に高周波ノイズを発生させないように、
ＡＣ負荷電源波形の０Ｖ（０電位）付近でオンオフさせ
るため、次式で示す値となっている。 Ｔ＝ｎ×（１／２ｆ）

【００１７】ここで、符号ｆは負荷電源３１の電源周波
数、符号ｎは任意の整数（一般的に１又は２に選定され
る。）であり、例えば５０Ｈｚの負荷電源３１の場合に
ｎ＝１とすればＴ＝１０ｍｓとなり、最小オン時間Ｔは
負荷電源３１の半周期となる。以下、ｎ＝１を例にして
説明する。図２中の区間を示す符号ｔ１〜ｔ７……は所
定期間Ｔである。また、基準値（１×Ｔ）は、出力の最
小単位であって負荷率Ｘが「１」の場合の最小オン時間
Ｔ中の積分値であり、次式のように示すことができる。

【００１８】

【数２】 ＡＣ検出部３３は、負荷電源３１のＡＣ電源電圧波形を
モニタし、その波形の０Ｖ付近を検出したとき図２Ｃの
ような検出信号Ｃをゼロクロストリガ回路２９へ出力す
るものである。ゼロクロストリガ回路２９は、比較部２
７からのタイミング信号ＢとＡＣ検出部３３からの検出
信号Ｃが揃ったとき、すなわちそれらの論理積（ＡＮ
Ｄ）を満たすとき、所定期間Ｔだけオン動作する内部信
号Ｃ’を内部で持ち、更に、ＡＣ検出部３３からの検出
信号Ｃと内部信号Ｃ’が揃ったとき、負荷電源３１の０
Ｖ付近でサイリスタ３５をオン動作（導通動作）させる
ように駆動信号Ｄを出力する。従って、ゼロクロストリ
ガ回路２９はサイリスタ３５の駆動部であり、駆動信号
Ｄは図２Ｄのように表せる。

【００１９】負荷電源３１、サイリスタ３５および負荷
３７は直列接続されて負荷回路３９を形成している。負
荷電源３１は一般のＡＣ商用電源そのまま又は昇降圧し
たＡＣ電源であり、サイリスタ３５はトライアック等の
電力制御用半導体スイッチング部（素子）であって駆動
信号によってＡＣ負荷電源をオン制御する双方性３端子
型のものである。すなわち、ゼロクロストリガ回路３７
からの駆動信号Ｄに基づいてオン動作して負荷３７にＡ
Ｃ電力（半波電力）を供給し、もしＡＣ負荷電源が０Ｖ
になると負荷３７への電力供給を切り、次の駆動信号Ｄ
によって再び負荷３７へＡＣ電力を供給するものであ
る。図２Ｅはそのような電力供給状態を図示したもので
ある。負荷３７は上述したように制御対象の金型等に配
置したヒータやリレー等である（図５参照）。

【００２０】サイリスタ３５の両端には出力モニタ４１
が接続されている。この出力モニタ４１はサイリスタ３
５のオン動作期間を検出して検出信号を出力量帰還部２
５へ出力するものであり、サイリスタ３５の両端電圧を
モニタして両端電圧差からサイリスタ３５のオン動作期
間を検出している。図２Ｆはサイリスタ３５の両端電圧
の推移を示している。出力量帰還部２５は、出力モニタ
４１からの検出信号に基づきサイリスタ３５のオン動作
期間中に一定値を帰還信号Ｇとして積分演算部２３へ出
力するものであり、出力モニタ４１とともに帰還信号供
給部４３を形成している。帰還信号Ｇのオン動作期間中
の一定値は「１」であって負荷率１に対応しており、オ
フ動作期間中は「０」である。

【００２１】すなわち、帰還信号供給部４３は負荷３７
にＡＣ電力が供給されている期間Ｔの整数倍の期間（ｎ
×Ｔ）のみ図２Ｇのような帰還信号Ｇを積分演算部２３
へ出力し、ＡＣ電力が供給されていない期間中には積分
演算部２３へ「０」を出力するようになっている。な
お、上述した負荷電源３１および負荷３７は本発明のＡ
Ｃ電力制御装置の外部に位置しており、場合によっては
サイリスタ３５も本発明のＡＣ電力制御装置の外部に位
置する構成も可能である。

【００２２】ところで、上述した図１のＡＣ電力制御装
置を構成する積分演算部２３、比較部２７、出力量帰還
部２５および出力モニタ４１、並びにゼロクロストリガ
回路２９の一部等は、実際には図３に示すように、制御
部４５を主体としたマイクロコンピュータで構成される
例が多い。制御部４５は、演算および比較判断機能を有
するＣＰＵ４５ａと、このＣＰＵ４５ａの動作プログラ
ムを格納したＲＯＭ４５ｂと、入出力用インターフェー
スＩ／Ｏ４５ｃ等を有しており、ＲＯＭ４５ｂには積分
出力値と比較する基準値も格納されている。

【００２３】制御部４５には、負荷率Ｘをデジタル信号
にＡ／Ｄ変換して変換後のカウント値をその制御部４５
へ出力する負荷率入力部４７と、積分出力値Ａを一時的
に記憶する記憶部（ＲＡＭ）４９と、制御部４５からの
トリガアクティブ信号によりサイリスタ３５をオンオフ
する駆動信号を発生するトリガ回路５１と、上述したＡ
Ｃ検出部３３が接続されている。すなわち、制御部４５
は、図１の積分演算部２３および比較部２７として機能
するとともに、ＡＣ検出部３３からの検出信号Ｃと内部
信号Ｃ’が揃ったとき、トリガアクティブ信号をトリガ
回路５１へ出力する機能の他、帰還信号供給部４３とし
て機能しており、図３の制御部４５とトリガ回路５１に
よって図１のゼロクロストリガ回路３７が形成されてい
る。なお、負荷電源３１および負荷３７が本発明に係る
ＡＣ電力制御装置の外部に位置するのは図１と同様であ
る。

【００２４】次に、このように構成された本発明のＡＣ
電力制御装置の動作を図２を参照して説明する。図２Ａ
において区間ｔ１およびｔ２では、サイリスタ３５がオ
ン動作していないため帰還信号Ｇは「０」であり、操作
量ＭＶの負荷率Ｘは積分演算部２３で「０」が減算（実
質的にはそのまま）されるとともに順次積分され、図２
Ａの実線のように上昇する。この積分出力値Ａが区間ｔ
２の後半で基準値（１×Ｔ）を越えた時、比較部２７か
らタイミング信号Ｂがゼロクロストリガ回路２９へ出力
される。

【００２５】ＡＣ検出部３３は負荷電源３１のＡＣ電源
波形をモニタしており、その０Ｖ付近を検出すると検出
信号Ｃをゼロクロストリガ回路２９へ出力する。ゼロク
ロストリガ回路２９は、それらタイミング信号Ｂと検出
信号Ｃの論理積から所定期間Ｔだけオン動作する内部信
号Ｃ’を形成し、更に検出信号Ｃと内部信号Ｃ’が揃っ
たとき、駆動信号Ｄをサイリスタ３５へ出力してこれを
オン動作させる。そのため、区間ｔ３では負荷回路３９
がオン動作して負荷３７へＡＣ電力が供給される。

【００２６】また、出力モニタ４１はサイリスタ３５の
オン動作期間をモニタしており、オン動作期間中（区間
ｔ３）には出力量帰還部２５から積分演算部２３へマイ
ナス分の一定値「１」が帰還信号Ｇとして出力される。
負荷率Ｘは「１」以下であるため（Ｘ≦１）、積分演算
部２３からの積分出力値Ａは図２Ａにおける区間ｔ３の
ように減少して基準値（１×Ｔ）を超えて下降した結
果、タイミング信号Ｂが出力されないため区間ｔ４では
サイリスタ３５がオン動作しない。そのため、帰還信号
供給部４３からの帰還信号Ｇは「０」になり、区間ｔ４
では区間ｔ２と同様に積分部２７からの積分出力値Ａが
上昇して基準値（１×Ｔ）を超え、タイミング信号Ｂの
作用によってサイリスタ３５がオン動作する。以降この
ような動作を繰り返す。

【００２７】このようにＡＣ電力制御装置は、操作量Ｍ
Ｖに基づく負荷率Ｘの積分出力値Ａが基準値以上のとき
には負荷へＡＣ電力を供給し、そのＡＣ電力の供給時に
はその供給分を帰還させて負荷率Ｘから一定値として減
算しながら積分して負荷をＡＣ電力供給制御するから、
調節計からの出力量が負荷率Ｘの形態で有効にＡＣ電力
制御に使用され、高精度な時分割方式の制御が可能とな
る。しかも、操作量ＭＶが変化してもその上昇分又は下
降分は、積分出力値Ａとして積分演算に活用されて基準
値と比較されるから、以降のＡＣ電力制御に生かされ、
操作量ＭＶが大きく変化しなくても負荷３７へのＡＣ電
力供給を連続制御できる利点がある。このようなＡＣ電
力制御装置では、操作量ＭＶに対応した負荷率Ｘをアナ
ログ信号又はデジタル信号の何れの形態でも実施可能で
ある。

【００２８】また、上述した実施例では、帰還信号供給
部４３にて負荷３９へのＡＣ電力の供給期間（オン期
間）を検出してその供給分を積分演算部２３へ帰還させ
る構成であったが、本発明では図１中の破線のように、
ゼロクロストリガ回路２９からＡＣ電力のＡＣ電力の供
給期間に帰還信号Ｇを積分演算部２３へ帰還する構成も
可能であり、ゼロクロストリガ回路２９をこれに合せて
形成すれば良い。このように、ゼロクロストリガ回路２
９から帰還信号Ｇを積分演算部２３へ帰還する構成で
は、帰還信号供給部４３を別途設ける必要がないから、
構成が複雑とならない利点がある。もっとも、負荷率Ｘ
をアナログ信号のまま動作させる場合には、独立した帰
還信号供給部４３によってサイリスタ３５の両端波形を
正確に検出して帰還信号Ｇを積分演算部２３へ帰還した
方が却って回路構成を簡単にできるうえ、確実に動作さ
せることができる。

【００２９】上述した実施例は、負荷率Ｘをデジタル信
号のまま動作させる場合において、所定期間Ｔすなわち
最小オン期間よりも小さいサンプリング周期で得られる
負荷率Ｘを積分する動作であったが、本発明はこれに限
定されない。例えば、所定期間Ｔ毎（最小オン時間１／
２ｆ）毎にサンプリングして得られる負荷率Ｘを積分す
る動作も可能である。すなわち、図１のＡＣ電力制御装
置において、積分演算部２３は、Ａ／Ｄ変換された負荷
率Ｘ１（Ｘ１ｎ〜Ｘ１ｎ＋５……、図４参照）をＡＣ検
出部３３からの検出信号ｂに同期させて積分した積分値
を出力する一方、後述する帰還信号供給部４３からの帰
還信号としての帰還信号Ｚが入力されたときにはこの帰
還信号Ｚで減算した積分出力値ＩＣｎを比較部２７へ出
力するよう形成されている。この積分演算部２３の詳細
な動作は後述する。

【００３０】なお、ＡＣ検出部３３からの検出信号ｂに
同期させて積分演算部２３によって負荷率Ｘをデジタル
値Ｘ１にＡ／Ｄ変換して取込むよう形成することも可能
である。図４ａはＡＣ負荷電源３１の電圧波形であり、
図４ｂはＡＣ検出部３３からの検出信号ｂの波形、図４
ｃは負荷率Ｘの推移であって符号Ｘｎ〜Ｘｎ＋５……は
Ａ／Ｄ変換される負荷率、図４ｄの符号Ｘ１ｎ〜Ｘ１ｎ
＋５……はＡ／Ｄ変換された負荷率である。そして、積
分演算部２３における積分値ＩＣｎは次式で示すことが
できる。

【００３１】

【数３】 この数３において、符号Ｆｍは負荷３７にＡＣ電力を供
給しない（オフ）とき「０」、供給する（オン）とき一
定値である帰還信号Ｚ（Ｘ＝１のときのＡ／Ｄ変換値）
であり、変換後の負荷率Ｘ１をもとの積分値ＩＣ（ｎ−
１）に加算して次のように演算する。すなわち、積分演
算部２３の積分値ＩＣｎは、 ＩＣｎ＝ＩＣ（ｎ−１）＋Ｘ１ｎ で示される。ここで符号ｎはｎ時点を示し、項目（ｎ−
１）はｎ時点の一時点前を示す。

【００３２】積分演算部２３は、その積分値ＩＣｎから
帰還信号Ｚを減算した積分出力信号ＩＣｎを出力するも
のである。そのため、積分値ＩＣｎがＩＣｎ≧Ｚの場
合、積分演算部２３では次式のような演算が行われて置
き換えられることになり、図５ｅの実線はその関係を示
している。 ＩＣｎ＝ＩＣ（ｎ−１）＋Ｘ１ｎ−Ｚ 比較部２７は積分演算部２３からの積分出力値ＩＣｎが
所定の基準値Ｚ以上か否かを比較し、基準値以上であれ
ば上述した最小オン時間Ｔだけタイミング信号を駆動部
としてのゼロクロストリガ回路２９へ出力するものであ
る。

【００３３】負荷電源３１、ＡＣ検出部３３、サイリス
タ３５、負荷３７、出力モニタ４１は上述した図１の構
成と同様である。出力モニタ４１とともに帰還信号供給
部４３を形成する出力量帰還部４３は、出力モニタ４１
からの検出信号に基づいて上述した一定値Ｚを帰還信号
として積分演算部２３へ出力するものである。この帰還
信号Ｚは出力１００％を最小オン時間Ｔだけ出力したと
きの値であり、上述した図２の基準値（１×Ｔ）に相当
するカウント値である。

【００３４】ところで、このような構成のＡＣ電力制御
装置も、実際には図３のように制御部４５を主体とした
マイクロコンピュータで構成され、ＲＯＭ４５ｂには出
力値ＩＣｎと比較する基準値（帰還信号）Ｚが格納さ
れ、記憶部４９には置換えた積分出力値ＩＣｎが一時的
に順次格納される。このような第２の実施例では、負荷
回路３９の動作時に積分演算部２３において積分値ＩＣ
から基準値Ｚが引かれるため、図５ｅに点線で示したよ
うに負荷率Ｘ（Ｘ１）が積分された状態となって図２Ａ
に示す積分動作と等価となるし、負荷３３に供給される
ＡＣ電力波形も図４ｇに示すように図２Ｅと同様の供給
波形となる。

【００３５】このような第２の構成のＡＣ電力制御装置
では、積分演算部２３にて所定期間Ｔ毎にサンプリング
して得られる負荷率Ｘを積分するとともに積分値から帰
還信号Ｚを減算し、この積分出力値が基準値Ｚ以上のと
きには負荷へＡＣ電力を供給し、そのＡＣ電力の負荷３
７への供給時にはその供給分を帰還信号供給部４３から
帰還させ、積分演算部２３にて積分値からこの減算信号
Ｚを減算して積分出力値として置換えながら負荷３３を
ＡＣ電力供給制御するから、上述した第１の実施例にお
ける効果に加え、所定期間Ｔ毎に負荷率Ｘをサンプリン
グして取込むだけで高精度な時分割方式の制御が可能と
なる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、操作量に
対応した負荷率から一定信号を減算するとともに積分し
た積分出力値、又はその負荷率を積分してその一定信号
で減算した積分出力値を出力し、その積分出力値が基準
値以上になったときタイミング信号を出力し、ＡＣ負荷
電源の０電位付近の検出信号とそのタイミング信号との
論理積に基づき上記０電位付近間を少なくとも一単位と
した駆動信号を出力し、その駆動信号に基づき負荷への
上記ＡＣ電力を供給するとともに、その負荷へのＡＣ電
力供給のオン期間に上記一定信号を上記積分演算へ帰還
する構成としたから、負荷率を積分値に順次寄与させる
ことができるため、操作量の負荷率であってＡＣ電力供
給前の負荷率が以降の演算に有効に活用され、操作量が
大きく変化しないと負荷を可変制御できないと言ったよ
うな点が改善され、高精度な時分割方式の制御が可能と
なる。また、上記帰還信号供給部を上記駆動部で形成す
る構成では、全体の回路構成を簡素化できる。さらに、
上記帰還信号供給部を上記各部とは独立して形成すれ
ば、例えば負荷率がアナログ信号形態である場合に、回
路構成が複雑化させずに正確な動作を確保できる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＡＣ電力制御装置の実施例を示す
ブロック図である。

【図２】図１のＡＣ電力制御装置に係る第１の動作を説
明する波形図である。

【図３】本発明のＡＣ電力制御装置を製品化する際の実
際の回路構成を示すブロック図である。

【図４】図１に示すＡＣ電力制御装置に係る第２の動作
を説明する波形図である。

【図５】温度制御システムを示す一般的なブロック図で
ある。

【図６】図５中のＡＣ電力制御装置に適応する位相制御
方式を説明するＡＣ負荷電源波形図である。

【図７】図５中のＡＣ電力制御装置に適応する時間比例
オンオフ制御方式を説明するＡＣ負荷電源波形図であ
る。

【図８】図５中のＡＣ電力制御装置に適応する時分割制
御方式を説明するＡＣ負荷電源波形図である。

【図９】時分割制御方式を用いた従来のＡＣ電力制御装
置を示すブロック図である。

【図１０】図９のＡＣ電力制御装置の動作を説明する図
である。

【符号の説明】

１ 制御対象 ３ センサ ５ 調節計 ７ ＡＣ電力制御装置 ９、３７ 負荷 １１、３１ 負荷電源 １３ 充放電回路 １５ 比較回路 １７、３３ ＡＣ検出部 １９ ゼロクロストリガ回路 ２１、３５ サイリスタ ２３ 積分演算部 ２５ 出力量帰還部 ２７ 比較部 ２９ ゼロクロストリガ回路（駆動部） ３９ 負荷回路 ４１ 出力モニタ ４３ 帰還信号供給部 ４５ 制御部 ４５ａ ＣＰＵ ４５ｂ ＲＯＭ ４５ｃ インターフェースＩ／Ｏ ４７ 負荷率入力部 ４９ 記憶部（ＲＡＭ） ５１ トリガ回路

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操作量に対応した負荷率から電力供給帰
   還信号としての一定信号を減算するとともに積分した積
   分出力値、又は前記負荷率を積分するとともに前記一定
   信号で減算して前記負荷率の積分値とした積分出力値を
   出力する積分演算部と、 前記積分出力値が基準値以上になったときタイミング信
   号を出力する比較部と、 ＡＣ負荷電源の０電位付近を検出して検出信号を出力す
   るＡＣ検出部と、 前記タイミング信号と検出信号との論理積に基づき前記
   ０電位付近間を少なくとも一単位とした駆動信号を出力
   して負荷へのＡＣ電力供給をオン動作させる駆動部と、 前記負荷へのＡＣ電力供給のオン期間に前記一定信号を
   前記積分演算部へ出力する帰還信号供給部と、 を具備することを特徴とするＡＣ電力制御装置。
2. 【請求項２】 前記帰還信号供給部は前記駆動部である
   請求項１記載のＡＣ電力制御装置。
3. 【請求項３】 前記帰還信号供給部は前記各部とは独立
   して形成された請求項１記載のＡＣ電力制御装置。