(57)【要約】【課題】半導体に並列にメカニカル接点を接続して、電力の断続を安全にして且つ発熱が省かれる制御装置【解決手段】電力の断続をする機能として半導体に並列にメカニカル接点を接続して、電力供給を開始したい場合に、最初に半導体を導通状態にする。続いて直後で、接続点間電圧が低く成ってからメカニカル接点を導通状態にする。半導体とメカニカル接点が共に導通状態を続けた状態の中で、電力供給を遮断する情報を得た時に、まずメカニカル接点を非導通状態にする。続いてメカニカル接点が完全に非導通状態に成ったタイミングで半導体を非導通状態にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力制御に於いて電力の断続をする機能として半導体に並列にメカニカル接点を接続して、電力供給を開始したい場合に、最初に半導体を導通状態にする。続いて直後で、接続点間電圧が低く成ってからメカニカル接点を導通状態にする。半導体とメカニカル接点が共に導通状態を続けた状態の中で、電力供給を遮断する情報を得た時に、まずメカニカル接点を、非導通状態にする。続いてメカニカル接点が完全に非導通状態に成ったタイミングで半導体を非導通状態にする。以上の様に、導通抵抗による発熱が大きく生ずる半導体だけが導通して発熱する時間が、全体の導通時間に対して少なく成る様に制御して、発熱が省かれる事を特徴とする省損失電力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緩慢な電力制御に於いて、導通時の導通素子による電力損失を省いた電力制御装置に関するものである。また、交流、直流の両方に対応するが、特に交流電力制御の分野において特徴が生かせられる。
【背景技術】
【０００２】
電力制御装置の中で、半導体は、制御信号により忠実かつ速やかに断続制御が出来る利点があり、メカニカル接点の様に、チャタリングが生ずる事や動作遅延時間が大きい等の欠点がないので、導通素子として実用に供されている。
【０００３】
しかし、半導体に電流が生ずると、内部インピーダンスにより入出力間に電位差が発生して、半導体が発熱するという欠点がある。
【０００４】
一般の電流・電力制御をする用途において、この欠点は冷却を必要として大きな障害である。具体的には、半導体に放熱器を取付けて、通風路の確保をしたり、更に冷却ファンを設けたりして、風通しを良くして半導体の冷却をするなどをした。
これらの放熱では外気の通風が必要となり、外気の埃対策として、エヤーフィルタが必要と成る。エヤーフィルタでは微細な埃には対応しきれない場合があり、更に対策が必要となる。
【０００５】
改善策として、装置全体の内部の空気を密閉して、その内部の空気を、ペルチェ効果を利用した熱交換による冷却装置を、半導体電力制御部を含んだ装置全体に設けて、外気を通さずに、強制的に装置内部を冷却する方法があるが、装置全体が複雑になり、余分な電力も必要となり、図体も大きくなるなど問題がある。
【０００６】
因みに、高速な電力制御で省電力に対応するものとして、次項の特許文献項に有る様な、特徴が違う半導体を組合せて各々の特徴を発揮する様に構成する方法があるが、代わりに汎用部品で以って同様回路を構成するのは、困難でありながら、多少の発熱は生ずる欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３４４７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、半導体で電力制御をすると、その導通素子が発熱する事である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、電力制御をする機能として半導体に並列にメカニカル接点を接続して、導通領域の全領域で半導体を導通状態にして、導通領域の少し内側領域でメカニカル接点を導通状態とすると、両機能が導通状態にあるときは、内部抵抗が低いので通電による電力損失を省く事が出来て発熱が省かれる事を最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電力制御装置は、導通領域での電力損失が少なく発熱が少ないので、放熱に特別な配慮をする必要が無く、装置全体を小形にしたり密閉構造にしたりする事が出来る。従って例えば、装置全体を壁面への埋め込み構造にする事ができる等という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は省損失電力制御装置の実施方法を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
電力制御をする機能としての半導体と並列にメカニカル接点を接続して、制御部に汎用マイクロコンピュータを設けて、導通領域の全領域で半導体を導通状態として、導通領域の少し内側領域でメカニカル接点を導通状態とするという制御を、全て汎用部品で構成して電力制御を省電力即ち省発熱で成す装置として実現した。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明装置の一実施例の系統図であって、１は半導体、２はメカニカル接点、３は交流電力源、４は負荷、５はセンサ、６は制御回路である。
【００１４】
本実施例は、交流電力源３から、半導体１とメカニカル接点２を並列接続された断続回路を、制御部６により制御して、負荷４に通電を断続して、負荷４に電力を供給する制御をする一例である。
【００１５】
センサ５が負荷４の作用による状態を監視して、検出した情報を制御部６に送り、制御部６はセンサ５からの情報に基づいた制御をするものである。
【００１６】
制御部６が、センサ５の情報を判断して、負荷４に電力を供給する場合は、最初に半導体１を、交流電圧サイクルがゼロになるタイミングで導通状態にする。これは半導体１の感動が速くタイミングを合わせるのに適しているからである。因みに、半導体１に、ゼロクロス機能内蔵のトライアックを使用すると、上記タイミングを制御部６で合わせ無くても自身で成す事ができる。
【００１７】
続いて直後にメカニカル接点２を導通状態にする。これはメカニカル接点２の導通抵抗値が低く導通による発熱を省けられる目的からである。
【００１８】
半導体１とメカニカル接点２が共に導通状態を続けた状態の中で、電力供給を遮断する情報を得た時に、まずメカニカル接点２を、非導通にする。これは半導体１が導通状態の場合でメカニカル接点２が開いても接点間電圧が略ゼロであり、火花やノイズの発生を抑えられるからである。
【００１９】
続いて、交流電圧サイクルがゼロになるタイミングで半導体１を非導通状態にする。これは半導体１が、感動が速くタイミングを合わせるのに適していて、ゼロ電圧のタイミングに非導通状態にすれば、安全に遮断が出来るからである。これもトライアックを使用すると、タイミングは自身で合わす事ができる。
【００２０】
以上の様に、導通抵抗による発熱が生ずる半導体１だけが、導通して発熱する時間が、全体の導通時間に対して少なく成る様に制御して、本電力制御装置は、発熱が少ない省損失電力制御装置として構成出来た。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
各種センサからの情報に基づいて、電力供給の調節ができる制御装置が、内部での消費即ち損失が少ないので、小形かつ経済的に構成出来、場所を選ばず提供できる。従って、例えばヒータの温度管理として、床下暖房、または、駐車場や路面、屋根などの融雪用に、家庭用から大規模な施設用として、利用ができる。その他様々な電力供給を管理するものとして、駆動電力などの制御をして、物の供給量、例えば水量制御の用途などにも利用できる。
【符号の説明】
【００２２】
１    半導体（無接点）
２    メカニカル接点
３    交流電力源
４    負荷（加熱用、駆動用）
５    センサ
６    制御部
【図１】
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