(57)【要約】【課題】  交流又は直流を入力として交流又は直流をそれぞれ出力して節電できる節電装置を提供する。【解決手段】  スイッチング回路１はＣＰＵ２を有し、入力され交流（直流）をフォトカプラ４ａ、４ｂ、４ｃとトライアック５ａ、５ｂ、５ｃで１秒よりも短い時間で分割しＯＮ・ＯＦＦ制御して間欠的に電流を出力して節電し、その分割数とＯＮ・ＯＦＦの時間比をパーソナルコンピュータＰＣで任意に設定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流の供給を１秒以内でＯＮ・ＯＦＦさせる波形制御により間欠的に行なうことを特徴とする節電装置。
【請求項２】
電流供給を１秒以内の所定時間毎に分割して行なうために前記所定時間毎にＯＮ・ＯＦＦを切換える半導体スイッチング回路を有することを特徴とする節電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般汎用機器の消費電力を節約するための節電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、商用交流電源の節電装置としては、特開２００１−２３１２５２号に開示されたものがある。これは、スイッチングによって省エネを図ろうとするものである。すなわち、このスイッチング電源は、商用交流を一旦直流に整流平滑し、商用交流よりも高い周波数でスイッチングしたものを変圧してこれを整流平滑するものである。また、この電源は特にスイッチング開始時の駆動電力を抑えるものである。
【特許文献１】特開２００１−２３１２５２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように、スイッチング回路により一般汎用機器を節電する電源装置は存在するが、いずれもスイッチング回路を使用して交流を直流に変えて情報機器の電力をコントロールするものであり、交流波形又は直流波形を直接分割してそのまま出力して工業用電源又は一般家庭用電源として使用するという発想は存在しなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこで、本発明の節電装置は、電流の供給を１秒以内でＯＮ・ＯＦＦさせる波形制御により間欠的に行なうようにした。
【０００５】
また、本発明の節電装置は、電流供給を１秒以内の所定時間毎に分割して行なうために前記所定時間毎にＯＮ・ＯＦＦを切換える半導体スイッチング回路を有するようにした。
【発明の効果】
【０００６】
電力の供給を１秒以内で分割して行なうようにしたので、電力を供給しない時間が定期的に存在することとなり、電力供給時間と非供給時間の比を適宜調整することにより、負荷に流れる電力を有効に減少させることができる。
【０００７】
また、ＯＮ・ＯＦＦ波形制御を行なうために半導体スイッチング回路を用いるので、スイッチＯＮ時の立上り起電力が極めて少なくなり、有効なる節電効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の節電装置は、交流又は直流の両者に適用でき、交流においては、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用電源の１周期以内の波形を１秒以内で複数に分割して間欠的に交流電力をそのまま供給する。波形を分割するには、半導体からなるスイッチング回路を用いてＯＮ・ＯＦＦ制御における０Ｎ時の立上り起電力をできるだけ小さくする。一般に電気機器ではできるだけ細かく波形を分割するのが好ましいが、例えば１０００分の１秒毎に分割して交互にＯＮ・ＯＦＦ制御することによりモータは馬力を大きく落とすことなく節電できる。電気ヒータは、ＯＮ・ＯＦＦ制御に関して敏感ではないので分割数は２５０分の１秒程度でもよい。ＯＮ時間とＯＦＦ時間の比は適宜調整され、ＯＦＦ時間がＯＮ時間に比較して極端に長いと能力が発揮できない電気機器も存在する。蛍光灯や電灯は特に分割数に対して敏感であり、４００分の１秒以上で分割してＯＮ時間とＯＦＦ時間との比を１：１以上とする必要がある（１：１；２：１等）。
【０００９】
波形の分割には、半導体からなるスイッチング回路を使用して、商用電源１００Ｖ・５０Ｈｚ（６０Ｈｚ）をそのまま入力して間欠的に電力を負荷に供給する。負荷にどの程度の電流が流れるかは、抵抗によって定まってくるが、負荷が並列に接続されていると、電力供給を間欠に行なったとしても電圧に変更はないので必ずしも分割数とＯＮ時とＯＦＦ時の時間比だけで節電率が定まるものではない。そこで、接続される負荷が複数あった場合には、時分割方式で各負荷に電力を順に供給するとよい。この電力供給方式は直流にも応用でき、この場合には、１秒以内で複数に分割された短形パルス電流が負荷に供給されることとなる。
【実施例】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【００１１】
図１において、本発明の節電装置Ｍは、半導体のスイッチング回路１を有し、このスイッチング回路１は、ＣＰＵ２を備え、このＣＰＵ２には、商用電源１００Ｖ（２００Ｖ）・５０Ｈｚ（６０Ｈｚ）からの電力がスイッチレギュレータ３を介して供給される。このスイッチレギュレータ３は前記商用電源を例えば直流５Ｖに変換し、この直流５Ｖがスイッチング回路１の駆動源となる。
【００１２】
前記ＣＰＵによって、例えば３つの負荷（第１、２、３負荷）が独立に、コントロールされるようになっており、各負荷には、フォトカプラ４ａ、４ｂ、４ｃおよびトライアック５ａ、５ｂ、５ｃを介して間欠的に電力が供給される。前記トライアック５ａ、５ｂ、５ｃは、ゲート電流によって制御する半導体スイッチング素子であり、商用電源から供給された電流がＯＮ・ＯＦＦ制御により分割されて各負荷に供給される。各トライアック５ａ、５ｂ、５ｃのゲートには、前記フォトカプラ４ａ、４ｂ、４ｃによりそれぞれ０Ｎ・ＯＦＦ信号が供給され、これに対応して図２、４に示すような変形パルス信号が出力される。
【００１３】
図２に示す波形制御された分割パルス信号はサインカーブの半分の部分がＯＮで残りの半分がＯＦＦとなっており、このＯＮ時間とＯＦＦ時間の比が１：１に設定されている。図２の波形において、５０Ｈｚの場合には、１／８００秒毎に分割し、１／４００秒間をＯＮとし、次いで１／４００秒間をＯＦＦとしこれを交互に繰り返しており、ＯＮ時間とＯＦＦ時間が等しくなっている。前記ＣＰＵ２はパーソナルコンピュータＰＣに接続され、このパーソナルコンピュータＰＣによって１秒以内の分割数とＯＮ時間とＯＦＦ時間との比を任意に設定できるようになっている。また、ＣＰＵ２は、必要に応じて第１、２、３負荷に時分割方式で電力を供給できるようになっており、この時分割信号もパーソナルコンピュータＰＣによって任意に設定される。すなわち、図２においては、左から順番に各パルス信号が第１、第２、第３負荷の順で割当てられる。図２の例の場合のように負荷が３個の場合には、各負荷それぞれに１／４００秒間電力が供給され、（ＯＮ状態）ＯＦＦ状態が５／４００秒間続くことになる。
【００１４】
なお、ＣＰＵ２は、フォトカプラ４ａ、４ｂ、４ｃおよびトライアック５ａ、５ｂ、５ｃを介して、図４に示すようにＯＮ時間とＯＦＦ時間の比を１：２とするようにコントロールすることも可能であり、この比もパーソナルコンピュータＰＣによって任意に設定可能であり、図４の場合には、１／８００秒間０Ｎ状態で２／８００秒間ＯＦＦ状態となる。負荷が１つの場合には、このタイミングで電力が負荷に供給されるが、負荷が複数の場合には、時分割方式で各パルス電流が順にそれぞれの負荷に割当てられる。なお、図３に示すように、供給される電流が直流の場合も交流と同じように分割され、分割されたときの短形のパルス電流が各負荷に供給される。この場合、負荷が複数の場合に交流の場合と同じように時分割方式を採用することも可能である。
【００１５】
なお、図１において、パーソナルコンピュータＰＣにより分割数は任意に設定可能であるが、所定数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３（符号１０で示す）を設け、これらスイッチに予め代表的な分割数を設定して（例えばＳＷ１；１／２００秒、ＳＷ２；１／４００秒、ＳＷ３；１／９７０秒）これらの一つを適宜選択するようにしてもよく、これらスイッチ１０で設定できない分割数をパーソナルコンピュータＰＣで設定するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明の節電装置は、比較的高電圧を使用する工業用機器および家庭用機器に用いられ得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の節電装置の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の節電装置から出力される交流電流の波形図である。
【図３】図３は、本発明の節電装置から出力される直流電流の波形図である。
【図４】図４は、本発明の節電装置から出力される交流電流の波形図の他の実施例である。
【符号の説明】
【００１８】
１・・・スイッチング回路
２・・・ＣＰＵ
４ａ、４ｂ、４ｃ・・・フォトカプラ
５ａ、５ｂ、５ｃ・・・トライアック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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