(57)【要約】【課題】トライアック制御電力機器で、高調波電流の少ない構成を実現することを目的とするものである。【解決手段】全定格消費電力をＰワットの負荷を、ｎ個の各々がＰ／２ｋ（ｋ＝１、２、・・・ｎ−２）ワットの定格消費電力であるｎ−２個の負荷各１個と、Ｐ／２ｎ−１ワットの負荷２個で構成し、前記負荷のうち、定格消費電力Ｐ／２ｋ（ｋ＝１、２、・・・、ｎ−１）ワットのｎ−１個の負荷には、トライアックによって交流電圧がゼロとなるゼロクロス点での供給電力のオン−オフ制御を行い、定格消費電力Ｐ／２ｎワットの１個の負荷にはトライアックによって供給電力の位相制御を行う。上記構成により、位相制御を行う電力を小さくすることによって、高調波電流の発生を抑制する。【選択図】図１
2008287313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ（ｎ≧３）個の複数のトライアックと、前記トライアックで交流電力線による電力供給を制御されるｎ個の複数の負荷とを有し、前記ｎ個の負荷は、全定格消費電力をＰワットとする時、各々がＰ／２ｋ（ｋ＝１、２、・・・ｎ−２）ワットの定格消費電力であるｎ−２個の負荷各１個と、Ｐ／２ｎ−１ワットの定格消費電力である負荷２個とからなり、前記負荷のうち定格消費電力Ｐ／２ｋ（ｋ＝１、２、・・・、ｎ−１）ワットのｎ−１個の負荷には、前記トライアックによって交流電圧がゼロとなるゼロクロス点での供給電力のオン−オフ制御を行い、定格消費電力Ｐ／２ｎワットの１個の負荷には前記トライアックによって供給電力の位相制御を行う電力制御手段を有する電力機器。
【請求項２】
ｎ（ｎ≧３）個の複数のトライアックと、前記トライアックで交流電力線による電力供給を制御されるｎ個の複数の負荷とを有し、前記ｎ個の負荷は、全定格消費電力をＰワットとする時、各々がＰ／２ｋ（ｋ＝１、２、・・・ｎ−２）ワットの定格消費電力であるｎ−２個の負荷各１個と、Ｐ／２ｎ−１ワットの定格消費電力である負荷２個とからなり、前記負荷のうち定格消費電力Ｐ／２ｋ（ｋ＝１、２、・・・、ｎ−１）ワットのｎ−１個の負荷には、前記トライアックによって交流電圧がゼロとなるゼロクロス点での供給電力のオン−オフ制御を行い、定格消費電力Ｐ／２ｎワットの１個の負荷には前記トライアックによって供給電力の位相制御を行う電力制御手段を有し、２個の定格消費電力Ｐ／２ｎワットの負荷への通電制御方式を変更する電力制御方式変更手段を有する電力機器。
【請求項３】
ｎ個の負荷は、ヒータ負荷である請求項１または２に記載の電力機器。
【請求項４】
２個のトライアックと、前記トライアックにより１００Ｖの交流電圧の電力線による電力供給を制御される２個の負荷とを有し、前記２個の負荷は、個々が５００Ｗ以下の定格消費電力であるヒータ負荷であり、前記ヒータ負荷はそれぞれ、トライアックによって交流電圧がゼロとなるゼロクロス点での供給電力のオン−オフ制御と、位相制御による供給電力制御を行う電力制御手段を有する電力機器。
【請求項５】
２個のトライアックと、前記トライアックにより１００Ｖの交流電圧の電力線による電力供給を制御される２個の負荷とを有し、前記２個の負荷は、個々が５００Ｗ以下の定格消費電力であるヒータ負荷であり、前記ヒータ負荷はそれぞれ、トライアックによって交流電圧がゼロとなるゼロクロス点での供給電力のオン−オフ制御と、位相制御による供給電力制御を行う電力制御手段を有し、２個の負荷への通電制御方式を変更する電力制御方式変更手段を有する電力機器。
【請求項６】
負荷の電力が供給される対象の温度を検知する温度検知手段と、ｎ（ｎ≧３）個の複数のトライアックと、前記トライアックで交流電力線による電力供給を制御されるｎ個の複数の負荷とを有し、前記ｎ個の負荷は、全定格消費電力をＰワットとする時、各々がＰ／２ｋ（ｋ＝１、２、・・・ｎ−２）ワットの定格消費電力であるｎ−２個の負荷各１個と、Ｐ／２ｎ−１ワットの定格消費電力である負荷２個とからなり、前記負荷のうち定格消費電力Ｐ／２ｋ（ｋ＝１、２、・・・、ｎ−１）ワットのｎ−１個の負荷には、前記トライアックによって交流電圧がゼロとなるゼロクロス点での供給電力のオン−オフ制御を行い、定格消費電力Ｐ／２ｎワットの１個の負荷には前記トライアックによって供給電力の位相制御を行う電力制御手段を有し、前記温度検知手段からの入力信号に応じて電力制御手段は負荷へ供給する電力制御を行う電力機器。
【請求項７】
負荷に供給する電力を設定する電力設定手段と、ｎ（ｎ≧３）個の複数のトライアックと、前記トライアックで交流電力線による電力供給を制御されるｎ個の複数の負荷とを有し、前記ｎ個の負荷は、全定格消費電力をＰワットとする時、各々がＰ／２ｋ（ｋ＝１、２
、・・・ｎ−２）ワットの定格消費電力であるｎ−２個の負荷各１個と、Ｐ／２ｎ−１ワットの定格消費電力である負荷２個とからなり、前記負荷のうち定格消費電力Ｐ／２ｋ（ｋ＝１、２、・・・、ｎ−１）ワットのｎ−１個の負荷には、前記トライアックによって交流電圧がゼロとなるゼロクロス点での供給電力のオン−オフ制御を行い、定格消費電力Ｐ／２ｎワットの１個の負荷には前記トライアックによって供給電力の位相制御を行う電力制御手段を有し、前記電力設定手段からの入力信号に応じて電力制御手段は負荷へ供給する電力制御を行う電力機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トライアック制御電力機器の高調波電流抑制技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力機器においては、図１０に示すように、全消費電力Ｐワットのヒータ負荷１０１をマイコン１０２、ドライバー１０３、ゼロクロス検出回路１０４よりなる電力制御手段１０５でトライアック１０６の点弧角を変化させる位相制御を行うことで負荷に印加される電力を可変してきた。
【０００３】
トライアックは点弧信号を出せば、次のゼロクロス点まで負荷に電流を供給する便利な素子として広く採用されてきた。
【０００４】
しかし、負荷を流れる電流波形は、図１１に示すように、正弦波とはかけ離れた形となり、フーリエ級数展開すると図１２に示すように奇数次の高次の高調波電流成分が多く含まれ、実線で示す奇数次の高調波電流の限度値を超える可能性があった。
【０００５】
機器は電源周波数の交流で動作することしか想定されていないので、高次の高調波電流が電源線のインピーダンスに加わると、機器の発熱や誤作動につながる恐れがある。
【０００６】
そのため、電源電圧に応じて高調波電流の限度値が定められている。１００Ｖ電源でＡクラスに分類される機器では、２次の高調波電流の限度値は２．４８４Ａ、３次の高調波電流の限度値は５．２９Ａ、４次の高調波電流の限度値は０．９８９Ａ、５次の高調波電流の限度値は２．６２２Ａなどとなっている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００７】
機器からの高調波を抑えるためにトライアックを使わずにアクティブフィルタを使った回路も提示されているが、回路が複雑になってコストの上では、割高になる（例えば、非特許文献２参照）。
【非特許文献１】ＪＩＳ  Ｃ  ６１０００−３−２  電磁両立性−第３−２部：限度値−高調波電流発生限度値（１相当たりの入力電流が２０Ａ以下の機器）
【非特許文献２】電源入門講座  富山  峻・梅図  二三寿著  電波新聞社ｐ１５６―ｐ１５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の大電力の負荷を１個のトライアックの位相制御によって制御しようとすると、大きな高調波電流が流れ、限度値を超過し、機器の故障や誤動作につながる可能性があった。トライアックの利便さを生かして、しかも高調波電流を低減する電力機器を実現することが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するため、本発明の電力機器は、ｎ（ｎ≧３）個の複数のトライアックと、トライアックで交流電力線による電力供給を制御されるｎ個の複数の負荷とを有し、ｎ個の負荷は、全定格消費電力をＰワットとする時、各々がＰ／２ｋ（ｋ＝１、２、・・・ｎ−２）ワットの定格消費電力であるｎ−２個の負荷各１個と、Ｐ／２ｎ−１ワットの定格消費電力である負荷２個とからなり、負荷のうち定格消費電力Ｐ／２ｋ（ｋ＝１、２、・・・、ｎ−１）ワットのｎ−１個の負荷には、トライアックによって交流電圧がゼロとなるゼロクロス点での供給電力のオン−オフ制御を行い、定格消費電力Ｐ／２ｎ
ワットの１個の負荷にはトライアックによって供給電力の位相制御を行う電力制御手段を有するものである。
【００１０】
これによって、全消費電力Ｐワットの大部分は波形ひずみの少ない、即ち高調波成分の少ないオン−オフ制御で負荷に供給され、定格消費電力Ｐ／２ｎワットの負荷部分だけが位相制御によって供給され、高調波電流の大部分はこの定格消費電力Ｐ／２ｎワットの負荷で発生する事になる。
【００１１】
しかし、定格消費電力Ｐ／２ｎワットの負荷に位相制御により供給される電力は全体の最大の１／２ｎであるので流れる電流も小さく、従って高調波電流成分も抑制され、機器の発熱や誤作動を防ぐことが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電力機器は、負荷を分割し、位相制御で制御する電力を減ずることで高調波電流の発生を減らし、周辺機器への悪影響を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、ｎ（ｎ≧３）個の複数のトライアックと、トライアックで交流電力線による電力供給を制御されるｎ個の複数の負荷とを有し、ｎ個の負荷は、全定格消費電力をＰワットとする時、各々がＰ／２ｋ（ｋ＝１、２、・・・ｎ−２）ワットの定格消費電力であるｎ−２個の負荷各１個と、Ｐ／２ｎ−１ワットの定格消費電力である負荷２個とからなり、負荷のうち定格消費電力Ｐ／２ｋ（ｋ＝１、２、・・・、ｎ−１）ワットのｎ−１個の負荷には、トライアックによって交流電圧がゼロとなるゼロクロス点での供給電力のオン−オフ制御を行い、定格消費電力Ｐ／２ｎワットの１個の負荷にはトライアックによって供給電力の位相制御を行う電力制御手段を有するものであり、位相制御を行う電力をＰ／２ｎワットに減ずることにより、高調波電流の発生を抑制し、周辺機器の誤動作を防ぐことが可能となる。
【００１４】
第２の発明は、ｎ（ｎ≧３）個の複数のトライアックと、トライアックで交流電力線による電力供給を制御されるｎ個の複数の負荷とを有し、ｎ個の負荷は、全定格消費電力をＰワットとする時、各々がＰ／２ｋ（ｋ＝１、２、・・・ｎ−２）ワットの定格消費電力であるｎ−２個の負荷各１個と、Ｐ／２ｎ−１ワットの定格消費電力である負荷２個とからなり、負荷のうち定格消費電力Ｐ／２ｋ（ｋ＝１、２、・・・、ｎ−１）ワットのｎ−１個の負荷には、トライアックによって交流電圧がゼロとなるゼロクロス点での供給電力のオン−オフ制御を行い、定格消費電力Ｐ／２ｎワットの１個の負荷にはトライアックによって供給電力の位相制御を行う電力制御手段を有し、２個の定格消費電力Ｐ／２ｎワットの負荷への通電制御方式を変更する電力制御方式変更手段を有するものであり、定格Ｐ／２ｎワットの２個の制御方式を変更して制御することによって、負荷対象の熱分布の偏在を補正することが可能となる。熱分布の偏在を補正することが可能となる。
【００１５】
第３の発明は、特に第１から第２のいずれかひとつの発明において、ｎ個の負荷をヒータ負荷としたものであり、湯沸し用ヒータなどの高調波電流低減に大いに効果を発揮する。
【００１６】
第４の発明は、２個のトライアックと、トライアックにより１００Ｖの交流電圧の電力線による電力供給を制御される２個の負荷を有し、２個の負荷は、個々が５００Ｗ以下の定格消費電力であるヒータ負荷であり、ヒータ負荷はそれぞれ、トライアックによって交流電圧がゼロとなるゼロクロス点での供給電力のオン−オフ制御と、位相制御による供給電力制御を行うものであり、負荷の定格消費電力が５００ワット以下と小さいときは、負荷を２個に分割して、一方をオン−オフ制御、一方を位相制御にすることによって、高調
波電流の発生を抑制して周辺機器の誤動作を防ぐことが可能となる。
【００１７】
第５の発明は、２個のトライアックと、トライアックにより１００Ｖの交流電圧の電力線による電力供給を制御される２個の負荷とを有し、２個の負荷は、個々が５００Ｗ以下の定格消費電力であるヒータ負荷であり、ヒータ負荷はそれぞれ、トライアックによって交流電圧がゼロとなるゼロクロス点での供給電力のオン−オフ制御と、位相制御による供給電力制御を行う電力制御手段を有し、２個の負荷への通電制御方式を変更する電力制御方式変更手段を有するものであり、定格消費電力５００ワットの２個の制御方式を変更して制御することによって、負荷対象の熱分布の偏在を補正することが可能となる。熱分布の偏在を補正することが可能となる。
【００１８】
第６の発明は、負荷の電力が供給される対象の温度を検知する温度検知手段と、ｎ（ｎ≧３）個の複数のトライアックと、トライアックで交流電力線による電力供給を制御されるｎ個の複数の負荷とを有し、ｎ個の負荷は、全定格消費電力をＰワットとする時、各々がＰ／２ｋ（ｋ＝１、２、・・・ｎ−２）ワットの定格消費電力であるｎ−２個の負荷各１個と、Ｐ／２ｎ−１ワットの定格消費電力である負荷２個とからなり、負荷のうち定格消費電力Ｐ／２ｋ（ｋ＝１、２、・・・、ｎ−１）ワットのｎ−１個の負荷には、トライアックによって交流電圧がゼロとなるゼロクロス点での供給電力のオン−オフ制御を行い、定格消費電力Ｐ／２ｎワットの１個の負荷には前記トライアックによって供給電力の位相制御を行う電力制御手段を有し、温度検知手段からの入力信号に応じて電力制御手段は負荷へ供給するものであり、温度検知手段で認識した負荷の電力が供給される対象の温度に応じた電力制御を行い、省エネルギーで、かつ安全な電力装置を実現することができる。
【００１９】
第７の発明は、負荷に供給する電力を設定する電力設定手段と、ｎ（ｎ≧３）個の複数のトライアックと、トライアックで交流電力線による電力供給を制御されるｎ個の複数の負荷とを有し、ｎ個の負荷は、全定格消費電力をＰワットとする時、各々がＰ／２ｋ（ｋ＝１、２、・・・ｎ−２）ワットの定格消費電力であるｎ−２個の負荷各１個と、Ｐ／２ｎ−１ワットの定格消費電力である負荷２個とからなり、負荷のうち定格消費電力Ｐ／２ｋ（ｋ＝１、２、・・・、ｎ−１）ワットのｎ−１個の負荷には、トライアックによって交流電圧がゼロとなるゼロクロス点での供給電力のオン−オフ制御を行い、定格消費電力Ｐ／２ｎワットの１個の負荷にはトライアックによって供給電力の位相制御を行う電力制御手段を有し、前記電力設定手段からの入力信号に応じて電力制御手段は負荷へ供給する電力制御を行うものであり、最適な負荷電力の設定が可能となる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における電力機器の構成図であり、ｎ＝４の場合を示している。また負荷は全定格消費電力Ｐのヒータ負荷１としている。
【００２２】
図１において、水等を温める定格消費電力Ｐのヒータ負荷１は、定格消費電力Ｐ／２の発熱体２と、定格消費電力Ｐ／２２の発熱体３と、定格消費電力Ｐ／２３の発熱体４と、定格消費電力Ｐ／２３の発熱体５とで構成されている。
【００２３】
また、発熱体２への電力の供給はトライアック６によって、発熱体３への電力の供給はトライアック７によって、発熱体４への電力の供給はトライアック８によって、発熱体５への電力の供給はトライアック９によって、電力の通電が制御されている。
【００２４】
また、トライアック６、７、８、９はそれぞれドライバー１０、１１、１２、１３の出力がそれぞれのトライアック６、７、８、９のＧ端子にパルスが入力することによりＴ１とＴ２間が、次のＡＣ１００Ｖ電源の電圧が０Ｖになるまで導通する。
【００２５】
ドライバー１０、１１、１２、１３へは、マイコン（発熱体制御手段）１４が、ＡＣ１００Ｖ電源の位相を検出して、０Ｖになるとパルス出力を送出するゼロクロス検出回路１５からＺＥＲＯｉｎ端子に入ってくるパルス信号に同期して、信号を出力する。
【００２６】
上記ドライバー１０、１１、１２、１３とマイコン１４およびゼロクロス検出回路１５で電力制御手段１６を構成している。
【００２７】
ここで、ドライバー１０、１１、１２（即ちトライアック６、７、８のＧへ入力される信号）を出力するマイコン１４のＴ１０、Ｔ１１、Ｔ１２端子からは、ゼロクロス検出回路１５からの信号と同期して、発熱体２、３、４へ通電、非通電が決定され、通電時は、パルス出力され、非通電時は、パルスが出力されない。
【００２８】
また、マイコン１４のＴ１３端子からは、発熱体５の通電電力に応じた位相で（ゼロクロス点から遅れて）、パルスが出力される（例えば半分に電力を絞る時は、９０°遅れでパルスが出力される）。
【００２９】
図２は電力制御電圧波形のタイムチャートであり、（ａ）はゼロクロス電圧に同期したオン−オフ制御波形、（ｂ）は位相制御波形を示す。
【００３０】
Ｔ１０、Ｔ１１、Ｔ１２からはＺＥＲＯｉｎパルスに同期してパルスが出力されるか、出力されないかが決定され、出力されたときは、発熱体に電流が次のゼロクロスまで流れる。
【００３１】
また、Ｔ１３からは、ＺＥＲＯｉｎパルスから一定時間遅れてパルスが出力され、そのパルスが出力されてから次のゼロクロス点まで、発熱体に電流が流れる。
【００３２】
図３は上記制御方法における高調波電流の次数別の高調波電流の分布を示すグラフであり、位相制御を行う負荷の消費電力が１／８となっていることから、理論上は、高次高調波電流のレベルも同じ程度に低減されていることを示している。図３で実線は、奇数時高次高調波電流の限度値を示している。
【００３３】
上記説明した構成と制御方法（オン−オフ制御と位相制御の組み合わせ）によって、全消費電力Ｐワットのヒータ負荷は最小０〜最大Ｐワットまでの電力を制御することが可能となり、オン−オフ制御を行う発熱体２、３、４からは非常に小さい高調波電流（理論上はゼロ）しか発生せず、電流ひずみが生じる位相制御を行う発熱体５も、定格消費電力が小さい（全体の１／８）ので高調波電流の大きさも抑制されることになる。高調波電流成分が抑制されることから、機器の発熱や誤作動を防ぐことが可能となる。
【００３４】
なお上記説明はｎ＝４の時を例にして行ったが、ｎが４以上になっても、一般性を失わない（以下の実施の形態でも同様である）。また、負荷はヒータ負荷として説明したが、電力が分割できる負荷なら、回転器でもかまわない。
【００３５】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における電力機器の構成図であり、ｎ＝４の場合を示している。
【００３６】
第１の実施の形態との違いは、定格消費電力Ｐ／８ワットの発熱体４と発熱体５の電力制御方法を切換えるリレー（電力制御方式変更手段）１７を設けたところにある。
【００３７】
リレー１７は２回路で、同時に接点動作するコモン端子Ｃ１とＣ２とＮＯ１とＮＯ２接点とＮＣ１とＮＣ２接点を有するものであり、トライアック８のＧ端子とＮＣ１及びＮＯ２接点が結ばれ、トライアック９のＧ端子とＮＯ１及びＮＣ２接点が結ばれている。
【００３８】
また、コモン端子Ｃ１とドライバー１２の出力とコモン端子Ｃ２とドライバー１３の出力が結ばれている。図４ではＴ１２からオン−オフ動作、Ｔ１３から位相制御動作の信号が出され、発熱体４がオン−オフ制御、発熱体５が位相制御されている状態を示している。
【００３９】
マイコン１４のＣＨＡＮＧＥ端子から、リレー１７のコイル（図示せず）励磁信号である切換信号が出されると、リレーの接点が動作し、コモン端子Ｃ１とＮＯ１接点が導通、またコモン端子Ｃ２とＮＯ２接点が導通し、マイコンのＴ１２端子、Ｔ１３端子が制御する発熱体が切換わり、発熱体４が位相制御、発熱体５がオン−オフ制御されることになる。
【００４０】
このように、定期的に定格消費電力Ｐ／８ワットの発熱体４と発熱体５の電力制御方法を切換えることにより、発熱体に加わる熱ストレスを均一化したり、水温分布の均一化に大いに効果を上げることができる。
【００４１】
上記構成では電力制御方式を変更するのにリレー１７を用いたが、マイコン１４の端子Ｔ１２とＴ１３の出力パルスの論理を変更してオン−オフ制御と位相制御を切換えても同様の効果を得ることができる。また、そうすることによって外部のリレー１７の使用をしないでも済ませることができる。
【００４２】
（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３における電力機器の構成図である。
【００４３】
水等を温める定格消費電力Ｐのヒータ負荷２０は、定格消費電力５００ワットの発熱体２１と、定格消費電力５００ワットの発熱体２２とで構成されている。また、発熱体２１への電力の供給はトライアック２３によって、発熱体２２への電力の供給はトライアック２４によって、電力の通電が制御されている。
【００４４】
また、トライアック２３、２４はそれぞれドライバー１２、１３の出力がそれぞれのトライアック２３、２４のＧ端子にパルスが入力することによりＴ１とＴ２間が、次のＡＣ１００Ｖ電源の電圧が０Ｖになるまで導通する。
【００４５】
ドライバー１２、１３へは、マイコン（発熱体制御手段）１４が、ＡＣ１００Ｖ電源の位相を検出して、０Ｖになるとパルス出力を送出するゼロクロス検出回路１５からＺＥＲＯｉｎ端子に入ってくるパルス信号に同期して、信号を出力する。
【００４６】
上記ドライバー１２、１３とマイコン１４およびゼロクロス検出回路１５で電力制御手段１６を構成している。
【００４７】
ここで、ドライバー１２（即ちトライアック２３のＧへ入力される信号）を出力するマイコン１４のＴ１２端子からは、ゼロクロス検出回路１５からの信号と同期して、発熱体２１へ通電、非通電が決定され、通電時は、パルス出力され、非通電時は、パルスが出力されない。
【００４８】
また、マイコン１４のＴ１３端子からは、発熱体２２の通電電力に応じた位相で（ゼロクロス点から遅れて）、パルスが出力される（例えば半分に電力を絞る時は、９０°遅れでパルスが出力される）。
【００４９】
図６は負荷電流波形のタイムチャートであり、（ａ）はゼロクロス電圧に同期したオン−オフ制御波形、（ｂ）は位相制御波形を示す。
【００５０】
Ｔ１２からはＺＥＲＯｉｎパルスに同期してパルスが出力されるか、出力されないかが決定され、出力されたときは、発熱体に電流が次のゼロクロスまで流れる。また、Ｔ１３からは、ＺＥＲＯｉｎパルスから一定時間遅れてパルスが出力され、そのパルスが出力されてから次のゼロクロス点まで、発熱体に電流が流れる。
【００５１】
上記説明した構成と制御方法（オン−オフ制御と位相制御の組み合わせ）によって、全消費電力１０００ワットのヒータ負荷は最小０〜最大１０００ワットまでの電力を制御することが可能となり、オン−オフ制御を行う発熱体２１からは非常に小さい高調波電流（理論上はゼロ）しか発生せず、電流ひずみが生じる位相制御を行う発熱体２２も、定格消費電力が小さい（全体の１／２）ので高調波電流の大きさも抑制されることになる。高調波電流成分が抑制されることから、機器の発熱や誤作動を防ぐことが可能となる。
【００５２】
（実施の形態４）
図７は本発明の実施の形態４における電力機器の構成図である。
【００５３】
第３の実施の形態との違いは、定格消費電力５００ワットの発熱体２１と発熱体２２の電力制御方法を切換えるリレー（電力制御方式変更手段）１７を設けたところにある。
【００５４】
リレー１７は２回路の同時に動作するコモン端子Ｃ１とＣ２とＮＯ１とＮＯ２接点とＮＣ１とＮＣ２接点を有するものであり、トライアック８のＧ端子とＮＣ１及びＮＯ２接点が結ばれ、トライアック２４のＧ端子とＮＯ１及びＮＣ２接点が結ばれている。
【００５５】
また、コモン端子Ｃ１とドライバー１２の出力とコモン端子Ｃ２とドライバー１３の出力が結ばれている。
【００５６】
図７はＴ１２からオン−オフ動作、Ｔ１３から位相制御動作の信号が出され、発熱体２１がオン−オフ制御、発熱体２２が位相制御されている状態を示している。
【００５７】
マイコン１４のＣＨＡＮＧＥ端子から、リレー１７のコイル（図示せず）励磁信号である切換信号が出されると、リレーの接点が動作し、コモン端子Ｃ１とＮＯ１接点が導通、またコモン端子Ｃ２とＮＯ２接点が導通し、マイコンのＴ１２端子、Ｔ１３端子が制御する発熱体が切換わり、発熱体２１が位相制御、発熱体２２がオン−オフ制御されることになる。
【００５８】
このように、定期的に定格消費電力５００ワットの発熱体２１と発熱体２２の電力制御方法を切換えることにより、発熱体に加わる熱ストレスを均一化したり、水温分布の均一化に大いに効果を上げることができる。
【００５９】
上記構成では電力制御方式を変更するのにリレー１７を用いたが、マイコン１４の端子Ｔ１２とＴ１３の出力パルスの論理を変更してオン−オフ制御と位相制御を切換えても同様の効果を得ることができる。また、そうすることによって外部のリレー１７の使用をしないでも済ませることができる。
【００６０】
（実施の形態５）
図８は本発明の実施の形態５における電力機器の構成図である。
【００６１】
図８において、サーミスタ（温度検知手段）２５は、設置された周囲温度を検知してその温度に応じた抵抗値を示す。
【００６２】
サーミスタ２５の抵抗値と分割抵抗２６とで定電圧電源電圧端子２７の電圧を分割し、マイコン１４のＡ／Ｄ１端子に電圧が入力される。
【００６３】
入力電圧はマイコン１４の内部でＡ／Ｄ変換（例えば１０２４分割）され、電圧から温度が認識され、制御に必要な電力が計算され、ヒータ負荷１の電力が制御される。
【００６４】
このようにサーミスタ２５で対象の温度を認識し、マイコン１４にその情報を取り込むことにより、適切な電力が供給される。
【００６５】
その際も、発熱体２、３、４はオン−オフ制御、発熱体５は位相制御を行って、高調波電流が低減されるように動作することは言うまでもない。
【００６６】
（実施の形態６）
図９は本発明の実施の形態６における電力機器の構成図である。
【００６７】
図９において、摺動可変抵抗（電力設定手段）２８は、定電圧電源電圧端子２７の電圧を摺動端子２９で分圧電圧として取り出し、マイコン１４のＡ／Ｄ２端子に電圧が入力される。
【００６８】
入力電圧はマイコン１４の内部でＡ／Ｄ変換され（例えば１０２４分割）、電圧から設定電力が認識される。例えば５１２／１０２４ならば、Ｐ／２（Ｐは最大消費電力）と認識されてヒータ負荷１の電力が制御される。
【００６９】
このように摺動可変抵抗２８で対象の温度を認識し、マイコン１４にその情報を取り込むことにより、適切な電力が供給される。
【００７０】
その際も、発熱体２、３、４はオン−オフ制御、発熱体５は位相制御を行って、高調波電流が低減されるように動作することは言うまでもない。
【００７１】
このように各実施の形態によれば、トライアックの利便さを生かして、しかも高調波電流を低減する電力機器を実現することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、本発明の電力機器は、高調波電流低減に有効な技術であるので、トライアック利用機器、特に家庭電化機器などに応用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１の実施の形態における電力機器の構成図
【図２】（ａ）は本発明の第１の実施の形態における負荷電流のゼロクロス電圧に同期したオン−オフ制御波形のタイムチャート、（ｂ）は位相制御波形のタイムチャート
【図３】本発明の第１の実施の形態における高調波電流の次数別分布を示すグラフ
【図４】本発明の第２の実施の形態における電力機器の構成図
【図５】本発明の第３の実施の形態における電力機器の構成図
【図６】（ａ）は本発明の第３の実施の形態における負荷電流のゼロクロス電圧に同期したオン−オフ制御波形のタイムチャート、（ｂ）は位相制御波形のタイムチャート
【図７】本発明の第４の実施の形態における電力機器の構成図
【図８】本発明の第５の実施の形態における電力機器の構成図
【図９】本発明の第６の実施の形態における電力機器の構成図
【図１０】従来のトライアックによる電力機器の構成図
【図１１】従来のトライアックによる位相制御波形のタイムチャート
【図１２】従来のトライアックによる位相制御による高調波電流の次数別分布を示すグラフ
【符号の説明】
【００７４】
１、２０  ヒータ負荷
２，３，４，５，２１，２２  発熱体
６，７，８，９，２３，２４  トライアック
１４  マイコン（発熱体制御手段）
１５  ゼロクロス検出手段
１６  電力制御手段
１７  リレー（電力制御方式変更手段）
２５  サーミスタ（温度検出手段）
２８  摺動可変抵抗（電力設定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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