(57)【要約】【課題】ＨＩＤ灯の点灯直後の過電流を考慮することなく、ＨＩＤ灯の定格電流値に合った容量を選定することができる電圧調整装置を提供する。【解決手段】単相の電力系統に接続され、半導体スイッチ１１、１２のオンオフ制御によって上記電力系統の交流電圧を該電圧と同相で振幅の異なる交流電圧に降圧変換して負荷に供給する電力変換手段１０、この電力変換手段の出力電圧が印加される１次巻線Ｗ１と、上記電力系統に直列接続された２次巻線Ｗ２とを有する変圧器２０、この変圧器の１次巻線に並列接続された開閉器１３及び上記変圧器の１次巻線の電流にもとづいて上記負荷の投入を検出し、上記負荷の投入後、上記電流が過電流の基準値以下となるまで上記開閉器を閉じると共に、上記電力変換手段の半導体スイッチをオフにする制御回路１５を備えた構成とする。【選択図】        図１
2004328897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単相の電力系統に接続され、半導体スイッチのオンオフ制御によって上記電力系統の交流電圧を該電圧と同相で振幅の異なる交流電圧に降圧変換して負荷に供給する電力変換手段、この電力変換手段の出力電圧が印加される１次巻線と、上記電力系統に直列接続された２次巻線とを有する変圧器、この変圧器の１次巻線に並列接続された開閉器及び上記変圧器の１次巻線の電流にもとづいて上記負荷の投入を検出し、上記負荷の投入後、上記１次巻線の電流が過電流の基準値以下となるまで上記開閉器を閉じると共に、上記電力変換手段の半導体スイッチをオフにする制御回路を備えたことを特徴とする電圧調整装置。
【請求項２】
上記負荷の投入の検出は、上記変圧器の１次巻線に接続された変流器の出力に応じた負荷電流信号と、過電流の基準値を設定する基準電流信号とを入力とし、上記両電流信号を比較して上記負荷電流信号が上記基準電流信号を超えた時、出力を生ずる比較手段によって行なうことを特徴とする請求項１記載の電圧調整装置。
【請求項３】
上記制御回路は、上記負荷の投入検出時に上記負荷に印加する電圧を上記電力変換手段の入力電圧まで上昇させ、上記変圧器の１次巻線の電流が過電流の基準値以下になった時、上記開閉器を開放すると共に、上記負荷に印加する電圧を所定の時定数で上記系統電圧以下に低下させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の電圧調整装置。
【請求項４】
上記制御回路は、上記単相の電力系統の電圧を一方の入力とし、上記系統電圧より低い電圧に設定された基準電圧を他方の入力とし、上記両入力電圧のうち最小値を選択して上記電力変換手段の出力電圧の設定値とする最小値選択手段、上記変圧器の１次巻線に接続された変流器の出力に応じた負荷電流信号と、過電流の基準値を設定する基準電流信号とを入力とし、上記両電流信号を比較して上記負荷電流信号が上記基準電流信号を超えた時、出力を生ずる比較手段、上記比較手段の出力発生時に、上記最小値選択手段の他方の入力を上記系統電圧に切り換える切換手段、及び上記負荷電流信号が上記基準電流信号を超えている間は上記切換手段による上記最小値選択手段の他方の入力を系統電圧に保持し、上記負荷電流信号が上記基準電流信号以下になった時、所定時間後に上記他方の入力を上記基準電圧に切り換えると共に、上記一方の入力を所定の時定数で上記基準電圧まで低下させる手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の電圧調整装置。
【請求項５】
単相３線式電力系統の２線間に接続され、半導体スイッチのオンオフ制御によって上記電力系統の交流電圧を該電圧と同相で振幅の異なる交流電圧に降圧変換して負荷に供給する電力変換手段、この電力変換手段の出力電圧が印加される２つの１次巻線と、上記各１次巻線にそれぞれ対応して設けられ上記電力系統の異なる線に直列接続された２つの２次巻線とを有する２つの変圧器、これらの変圧器の各１次巻線に並列接続された開閉器及び上記各変圧器の１次巻線の電流のうち最大電流にもとづいて上記負荷の投入を検出し、上記負荷の投入後、上記最大電流が過電流の基準値以下となるまで上記開閉器を閉じると共に、上記最大電流が過電流の基準値以下となった時、上記電力変換手段の出力電圧を所定の時定数で上記電力系統の電圧以下に低下させる制御回路を備えたことを特徴とする電圧調整装置。
【請求項６】
単相３線式電力系統の２線間に接続され、半導体スイッチのオンオフ制御によって上記電力系統の交流電圧を該電圧と同相で振幅の異なる交流電圧に降圧変換して負荷に供給する第１及び第２の電力変換手段、第１の電力変換手段の出力電圧が印加される１次巻線と、上記電力系統の一線に直列接続された２次巻線とを有する第１の変圧器、この第１の変圧器の１次巻線に並列接続された第１の開閉器、上記第２の電力変換手段の出力電圧が印加される１次巻線と、上記電力系統の他の一線に直列接続された２次巻線とを有する第２の変圧器、この第２の変圧器の１次巻線に並列接続された第２の開閉器、及び上記第１、第２の変圧器の１次巻線の電流のうち最大電流にもとづいて上記負荷の投入を検出し、上記負荷の投入後、上記最大電流が過電流の基準値以下となるまで上記第１、第２の開閉器を閉じると共に、上記最大電流が過電流の基準値以下となった時、上記電力変換手段の出力電圧を所定の時定数で上記電力系統の電圧以下に低下させる制御回路を備えたことを特徴とする電圧調整装置。
【請求項７】
単相の電力系統にインダクタンスとコンデンサを介して接続され、半導体スイッチのオンオフ制御によって上記電力系統の交流電圧を該電圧と同相で振幅の異なる交流電圧に降圧変換して負荷に供給する電力変換手段、この電力変換手段の出力電圧が印加される１次巻線と、上記電力系統に直列接続された２次巻線とを有する変圧器、上記電力変換手段の入力側の一端に接続された切換接点を有し、上記変圧器の１次巻線の短絡回路を形成する短絡用接点と上記電力系統への接続回路を形成する系統用接点とを切換接続し得るようにされた切換開閉器、及び上記変圧器の１次巻線の電流にもとづいて上記負荷の投入を検出した時、上記切換開閉器の切換接点を短絡用接点に接続し、上記変圧器の１次巻線の電流が所定値以下に低下した時、上記切換開閉器の切換接点を系統用接点に接続する制御回路を備えたことを特徴とする電圧調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電圧調整装置、特に電力系統の電圧を降圧調整して該系統に接続された負荷の電圧を適切な値に制御する電圧調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種電圧調整装置は、単相の電力系統において、入力交流電圧をこの入力交流電圧と同相で振幅の異なる交流電圧に直接変換して出力する、いわゆる交流チョッパと呼ばれる電力変換装置である電圧振幅調整器の入力端子を単相交流入力端子に接続し、電圧振幅調整器の出力端子を、相互に絶縁された２つの巻線を有する変圧器の１次巻線に接続し、変圧器の２次巻線を電力系統の一線に直列接続すると共に、電圧振幅調整器によって調整された電圧を変圧器の１次巻線に印加し、変圧器の２次巻線に巻数比分の１の電圧を出力させるようにしていた。また、この時、変圧器の２次巻線を単相交流電圧を下げる極性に接続することで、単相交流出力端子には入力電圧より低い電圧を出力し、負荷に適切な電圧を供給するようにしていた。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−８３３７８号公報（段落００１８−００１９、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電圧調整装置は以上のように構成されているが、水銀灯などのＨＩＤ（Ｈｉｇｈ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）灯を負荷として接続した場合には、点灯後数分間は、定格の１．６倍程度の負荷電流が流れるため、電圧調整装置の容量選定にあたっては、半導体スイッチの保護のため上記の過大な負荷電流に合わせて容量選定をしていた。しかしながら、水銀灯は頻繁に電源を点灯・消灯するものではないため、実使用時間の大部分は定格電流で運用されており、半導体スイッチとして過剰な容量の装置を選定しなければならないという問題点があった。
換言すると、一般の抵抗負荷が接続される場合に比較して６０％程度（１／１．６）の装置を選定することになっていた。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、ＨＩＤ灯の点灯直後の過電流を考慮することなく、ＨＩＤ灯の定格電流値にあった容量を選定することができる電圧調整装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電圧調整装置は、単相の電力系統に接続され、半導体スイッチのオンオフ制御によって上記電力系統の交流電圧を該電圧と同相で振幅の異なる交流電圧に降圧変換して負荷に供給する電力変換手段、この電力変換手段の出力電圧が印加される１次巻線と、上記電力系統に直列接続された２次巻線とを有する変圧器、この変圧器の１次巻線に並列接続された開閉器及び上記変圧器の１次巻線の電流にもとづいて上記負荷の投入を検出し、上記負荷の投入後、上記１次巻線の電流が過電流の基準値以下となるまで上記開閉器を閉じると共に、上記電力変換手段の半導体スイッチをオフにする制御回路を備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１における電圧調整装置の構成を示す回路図である。この図に示すように、単相の電力系統において、一般に交流チョッパと呼ばれる電力変換装置である電圧振幅調整器１０の入力端子を単相交流入力端子１Ａ、１Ｂに接続すると共に、電圧振幅調整器１０を構成する半導体スイッチ１１、１２を制御回路１５によってオンオフ制御することにより、入力交流電圧Ｖ１をこの入力交流電圧と同相で振幅の異なる電圧に直接変換して出力するようにしている。また、電圧振幅調整器１０の出力端子を、ＬとＣからなる交流フィルタ１６を介して相互に絶縁された２つの巻線Ｗ１、Ｗ２を有する変圧器２０の１次巻線Ｗ１に接続し、変圧器２０の２次巻線Ｗ２を単相交流入力端子１Ａと単相交流出力端子２Ａとの間に直列接続し、電圧振幅調整器１０によって調整された電圧の巻数比分の１の電圧を発生し、かつ、２次巻線Ｗ２の極性を電力系統の電圧を下げるようにしておくことにより、出力交流電圧Ｖ２がＶ１より低い電圧となるようにされている。
【０００８】
更に、変圧器２０の１次巻線Ｗ１には開閉器１３が並列接続されると共に、変流器１４が設けられ、その出力は制御回路１５に入力されている。制御回路１５には単相交流入力電圧Ｖ１及び単相交流出力電圧Ｖ２が入力され、電圧振幅調整器１０の半導体スイッチ１１、１２のゲート信号を制御して、そのオンオフを制御すると共に、開閉器１３のオンオフをも制御するようにされている。
【０００９】
図２は、実施の形態１における制御回路１５の内部構成を示す回路図である。制御回路１５は、負荷の投入を検出してその信号を発する負荷投入検出部３０と、電圧振幅調整器１０による出力電圧の目標値を設定する制御目標値設定部４０と、上記目標値に向けて半導体スイッチ１１、１２及び開閉器１３のオンオフを制御する制御部５０とから構成されている。以下、その詳細について説明する。
【００１０】
まず、負荷投入検出部３０は、変圧器２０の１次巻線Ｗ１に設けられた変流器１４の出力に応じた信号を生ずる負荷電流信号３１と、負荷電流が過電流か否かを判定するための基準値を設定する基準電流信号３２（例えば定格電流の１．４倍に設定される）とを比較器３３によって比較し、３１＞３２の時、過電流と判定して出力「１」を発生、それ以外の時は出力「０」を発生し、信号遅延用のディレイ回路３４及びＥＸＯＲ回路３５を経て制御目標値設定部４０及び制御部５０に送出する。なお、ディレイ回路３４は比較器３３の出力が「０」から「１」に変化する場合は遅延なしで出力するが、比較器３３の出力が「１」から「０」に変化する場合は所定の遅延時間（Ｔｔｒ）後に出力するようにされている。
【００１１】
また、制御目標値設定部４０は、電力系統の入力端子１Ａ、１Ｂの電圧Ｖ１に相当する入力電圧信号４１と、出力電圧Ｖ２の目標値Ｖｒｅｆを予め設定した基準電圧信号４２（例えば１００Ｖの商用電源の場合は９７Ｖに設定）とを有し、これらの電圧信号をそのまま、あるいは伝達関数を介して最小値選択器４３の第１入力端子４３ａ及び第２入力端子４３ｂに入力し、それらの最小値を選択して出力電圧Ｖ２の目標値電圧４４を設定するようにしている。即ち、入力電圧信号４１と基準電圧信号４２はそれぞれ第１の切換スイッチ４５の１端子及び０端子に入力されると共に、両電圧信号を加算器１６に入力し、その差値を所定の時定数（τｔｒ）を有する伝達関数４７を経て第２の切換スイッチ４８の１端子に入力し、第２の切換スイッチ４８の出力が入力電圧信号４１と共に加算器４９に入力され、その差値が最小値選択器４３の第２入力端子４３ｂに入力される構成とされている。
【００１２】
なお、第１の切換スイッチ４５はディレイ回路３４の出力で切り換えられ、また、第２の切換スイッチ４８はＥＸＯＲ回路３５の出力で切り換えられるようにされており、いずれの切換スイッチも「０」信号が入力された場合には０端子側へ切り換えられ、「１」信号が入力された場合には１端子側へ切り換えられる構成とされている。
【００１３】
また、制御部５０は、ゲート制御部５１からの制御信号が第３の切換スイッチ５２、第４の切換スイッチ５３、第５の切換スイッチ５４の０端子にそれぞれ入力され、各切換スイッチは比較器３３の出力によって切り換えられるようにされており、いずれの切換スイッチも比較器３３から「０」信号が入力された場合は０端子側へ切り換えられ、「１」信号が入力された場合は１端子側へ切り換えられる構成とされている。また、第３の切換スイッチ５２の出力は半導体スイッチ１１のゲートに与えられ、「１」信号の時にオフ、「０」信号の時にオンとなるように制御し、第４の切換スイッチ５３の出力は半導体スイッチ１２のゲートに与えられ、「１」信号の時にオン、「０」信号の時にオフとなるように制御し、第５の切換スイッチ５４の出力は開閉器１３に与えられ、「１」信号の時にオン、「０」信号の時にオフとなるように制御するものである。
【００１４】
次に、実施の形態１の動作について説明する。
まず、負荷のＨＩＤ灯が点灯していない定常状態について説明する。
図１において、変流器１４は過電流を検出せず、図２の負荷投入検出部３０における負荷電流信号３１が基準電流信号３２を超えないため、比較器３３の出力は「０」となり、ディレイ回路３４の出力が「０」、従ってＥＸＯＲ回路３５の出力も「０」のため第１の切換スイッチ４５及び第２の切換スイッチ４８が共に０端子側に切り換えられる結果、最小値選択器４３の第１入力端子４３ａには基準電圧信号４２（例えば９７Ｖ）が入力され、第２入力端子４３ｂには電力系統の入力端子電圧Ｖ１（例えば１００Ｖ）が入力され、最小値選択器４３の出力である目標値電圧４４は小さい方の基準電圧信号４２（例えば９７Ｖ）となるため、この選択値（Ｖｔａｒ＝Ｖｒｅｆ）にもとづいて、制御部５０のゲート制御部５１により、半導体スイッチ１１、１２がＰＷＭ制御される。この場合、開閉器１３は開となっている。
【００１５】
次に、負荷のＨＩＤ灯が点灯された状態について説明する。
負荷が通常の抵抗負荷の場合には、投入からの時間経過によって負荷電流は大きく変化しないが、水銀灯などのＨＩＤ灯では、上述のように、投入後、数分程度は定格電流の１．６倍程度の過電流が流れる。図３の（ａ）はこの状態を示したもので、時刻ｔ１が点灯時点、Ｉは負荷電流の波形である。
上記の過電流が流れることによって変圧器２０の１次巻線Ｗ１にも定格時の１．６倍程度の過電流が図３（ｂ）に示すように誘導され、この電流が変流器１４によって検出される。従って、図２の負荷投入検出部３０の負荷電流信号３１と基準電流信号３２との関係が３１＞３２となるため、比較器３３は「１」を出力する。即ち、時刻ｔ１において過電流状態であることを検出する。
【００１６】
比較器３３の出力「１」によって第３〜第５の切換スイッチ５２、５３、５４が、いずれも１端子側に切り換えられ、半導体スイッチ１１は図３（ｃ）に示すように開、半導体スイッチ１２は図３（ｄ）に示すように閉、開閉器１３は図３（ｅ）に示すように閉となる。図３（ｃ）（ｄ）においてハッチングで示した部分は半導体スイッチがオンオフのスイッチング動作中であることを示す。
これによって、変圧器２０の１次巻線Ｗ１側に発生した過電流は開閉器１３で短絡され、半導体スイッチには流れない。
また、比較器３３の出力「１」によってディレイ回路３４の出力が「１」となり、ＥＸＯＲ回路３５の出力は「０」を維持するため、第１の切換スイッチ４５が１端子側に切り換わる結果、最小値選択器４３の第１入力端子４３ａ及び第２入力端子４３ｂには共に入力端子電圧Ｖ１が入力され、目標値電圧４４として、入力電圧Ｖ１が選択される。その結果、電力変換手段の出力電圧は図３（ｆ）に示すように、基準電圧信号４２（Ｖｒｅｆ）から入力電圧Ｖ１に上昇する。
【００１７】
時刻ｔ２において、図３（ａ）に示すように、過電流が減少し、図３（ｂ）に示すように、変流器１４の過電流検出が終了した場合には、図２の負荷電流信号３１が基準電流信号３２より小さくなるため、比較器３３の出力が「０」となり、第３〜第５の切換スイッチ５２、５３、５４が、いずれも０端子側に切り換えられるため、半導体スイッチ１１は図３（ｃ）に示すように閉となり、半導体スイッチ１２は図３（ｄ）に示すように開、開閉器１３は図３（ｅ）に示すように開となる。その結果、ゲート制御部５１は、以下に説明する目標値電圧４４に従って半導体スイッチ１１、１２を制御することになる。
【００１８】
時刻ｔ２において、比較器３３の出力が「０」となるが、ディレイ回路３４の出力は遅延時間Ｔｔｒの間、出力「１」を保持するため、ＥＸＯＲ回路３５の出力は「１」となり、第２の切換スイッチ４８が１端子側に切り換わる結果、最小値選択器４３の第１入力端子４３ａには第１の切換スイッチ４５を介して入力電圧Ｖ１が入力され、第２入力端子４３ｂには伝達関数４７、第２の切換スイッチ４８、加算器４９を介してＶ１から（Ｖ１−Ｖｒｅｆ）だけ時定数τｔｒで減衰する電圧を減じた電圧が入力される。最小値選択器４３は後者を選択し、目標値電圧４４として設定する。この設定値４４は図３（ｆ）に示すように変化し、ディレイ回路３４のディレイ時間Ｔｔｒが経過するまで継続する。
【００１９】
なお、水銀灯の特性として定格電圧内で使用していても、印加電圧が５％程度急低下した場合には、消灯することがあるため、これに対処できるように、伝達関数４７及びディレイ時間Ｔｔｒを決めておく必要がある。具体的には、Ｔｔｒはτｔｒの３倍〜５倍の値に設定しておけばよく、例えば数分程度に設定される。
ディレイ回路３４によるディレイ時間Ｔｔｒ経過後は、第１及び第２の切換スイッチ４５、４８がそれぞれ０端子側に切り換わり、上述した定常時の状態となる。即ち、最小値選択器４３により、目標値電圧４４として基準電圧信号４２（Ｖｒｅｆ）が選択されることになる。つまり、時刻ｔ１で水銀灯の点灯動作開始による過電流を検出し、目標値電圧４４を基準電圧信号Ｖｒｅｆから入力電圧Ｖ１に上昇変更し、過電流検出復帰時の時刻ｔ２で目標値電圧４４を入力電圧Ｖ１から所定の時間Ｔｔｒをかけて基準電圧信号Ｖｒｅｆに復帰させるように伝達関数４７の時定数τｔｒをもって制御しているので、印加電圧の急低下による水銀灯の消灯を防止できる。
【００２０】
実施の形態１は以上のように構成されているため、水銀灯などの負荷でも電源印加後の数分間の過電流導通期間において、半導体スイッチに過電流が流れなくなる。また、過電流検出と同時に電圧設定の目標値電圧を高い値（入力電圧Ｖ１）にするため、水銀灯の点灯時に出力電圧Ｖ２をＶｒｅｆ（例えば９７Ｖ）に降圧制御していた従来の制御方式に比して水銀灯により多くの電流が流れることとなり、結果的に過電流を低減することができると共に、過電流状態復帰後は、所定の時定数をもって目標値電圧を元のＶｒｅｆに戻すため、水銀灯の消灯現象も防止することが可能である。その結果、水銀灯の電流特性を考慮せずに、即ち水銀灯の定格電流に対応した容量の電圧調整装置を選定することが可能となる。
なお、一般に、電圧の降圧に用いる変圧器は、比較的容量が小さいが両端を短絡しているので数分程度の過負荷で影響を受けることはない。
【００２１】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図にもとづいて説明する。図４は、実施の形態２における電圧調整装置の構成を示す回路図であり、実施の形態１を単相３線式の電力系統に適用した形のものである。この図において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、１次巻線Ｗ１と２次巻線Ｗ２とを有する２つの変圧器２０Ａ、２０Ｂを設け、両変圧器の１次巻線を並列接続すると共に、一方の変圧器２０Ａは図１と同様に電力系統の一線１Ａに２次巻線Ｗ２を直列接続し、他方の変圧器２０Ｂは電力系統の他の一線１Ｃに２次巻線Ｗ２を直列接続した点である。各変圧器の１次巻線Ｗ１には、変流器１４Ａ、１４Ｂが設けられ、それぞれの出力は制御回路１５Ａに入力されている。
【００２２】
図５は、実施の形態２における制御回路１５Ａの内部構成を示す回路図であるが、基本的な構成は図２と同じであり、図２と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図２と異なる点は、第１の変圧器２０Ａの１次巻線に設けられた変流器１４Ａの出力に相当する電流信号３６と、第２の変圧器２０Ｂの１次巻線に設けられた変流器１４Ｂの出力に相当する電流信号３７とを最大値選択器３８に入力して大きい方の電流信号を選択し、この選択された信号と、図２の基準電流信号３２とを比較器３３によって比較して過電流状態を検出するようにした点である。その後の処理は、図１と同様である。
実施の形態２は以上のように構成されているため、複数の回路に対し、過電流状態をもれなく検出し、実施の形態１と同様の効果を得ることが可能となる。
【００２３】
実施の形態３
次に、この発明の実施の形態３を図にもとづいて説明する。図６は、実施の形態３における電圧調整装置の構成を示す回路図である。この図において、図４と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図４と異なる点は、電圧振幅調整器１０、交流フィルタ１６、開閉器１３及び制御回路１５を各変圧器２０Ａ、２０Ｂ毎にそれぞれ個別に設けたものである。各制御回路１５は、それぞれ図２と同じ構成とされている。
このように構成することによって、変圧器２０Ａ、２０Ｂの負荷電流に応じて個別の制御が可能となる。実施の形態２においては、変圧器２０Ａに抵抗負荷、変圧器２０Ｂに水銀灯負荷が接続されている場合でも、水銀灯負荷の過電流によって変圧器２０Ａ、２０Ｂとも出力電圧調整を中止してしまうことになるが、実施の形態３においては、抵抗負荷が接続された変圧器２０Ａでは、出力電圧調整が継続して行われ、過剰な過電流対策制御が行われないため、節電の効率が上昇する効果がある。
【００２４】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４を図にもとづいて説明する。図７は、実施の形態４における電圧調整装置の構成を示す回路図である。この図において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、単相交流入力端子にインダクタンスＬ１とコンデンサＣ１とを直列接続すると共に、Ｌ１とＣ１との接続点に電圧振幅調整器１０の入力側の一端を接続し、入力側の他端と交流フィルタの一方の出力端との共通端子を切換スイッチ６０の切換接点に接続し、変圧器１次巻線の短絡回路を形成する接点６０Ａと、電力系統の入力端子への接続回路を形成する接点６０Ｂとに切り換え接続し得るようにした点である。この実施の形態では、水銀灯などの点灯時に変流器１４により過電流を検出すると、切換スイッチ６０の接点６０Ａ側を閉とし、変圧器２０の１次巻線Ｗ１を短絡し、変流器１４による検出電流が所定値以下に低下した時、切換スイッチ６０の接点６０Ｂ側を閉とする。
【００２５】
実施の形態４は以上のように構成されているため、実施の形態１〜３と同様の作用効果に加え、切換スイッチ６０を接点６０Ａ側に切り換える際に、電源側の回路が開となり、半導体スイッチ１１、１２による短絡が生じない回路となる。
また、半導体スイッチ１１、１２は、交流をチョッパ制御するため、周知のように、各々一対の導通方向が逆の半導体素子により構成され、電源電圧の位相に応じて、例えば入力交流電圧が正の時は半導体スイッチ１１の一方の半導体素子と半導体スイッチ１２の一方の半導体素子とがペアとなり、かつ入力交流電圧が負の時は半導体スイッチ１１の他方の半導体素子と半導体スイッチ１２の他方の半導体素子とがペアとなるように、オンオフが制御される。
【００２６】
この実施の形態の電圧調整装置の電源投入時にはＬ１、Ｃ１の接続点の電圧がＬ１、Ｃ１の共振周波数で振動するので、例えば、本来入力交流電圧が正である時に振動により負の電圧が発生すると、半導体スイッチ１１の一方（他方）の半導体素子と半導体スイッチ１２の他方（一方）の半導体素子が同時に短絡することがある。これを防止するため、電源投入前は、切換スイッチ６０の接点６０Ｂ側を開とし、振動現象が終了した後、接点６０Ｂ側に切り換えて閉とすれば、共振により半導体スイッチ１１、１２が同時に短絡することも防ぐことができる。
【００２７】
【発明の効果】
この発明に係る電圧調整装置は、単相の電力系統に接続され、半導体スイッチのオンオフ制御によって上記電力系統の交流電圧を該電圧と同相で振幅の異なる交流電圧に降圧変換して負荷に供給する電力変換手段、この電力変換手段の出力電圧が印加される１次巻線と、上記電力系統に直列接続された２次巻線とを有する変圧器、この変圧器の１次巻線に並列接続された開閉器及び上記変圧器の１次巻線の電流にもとづいて上記負荷の投入を検出すると共に、上記負荷の投入後、上記１次巻線の電流が過電流の基準値以下となるまで上記開閉器を閉じると共に、上記電力変換手段の半導体スイッチをオフにする制御回路を備え、過電流発生時には半導体スイッチに過電流が流れないようにしたので、水銀灯負荷を接続する場合でも、電源投入直後の過電流状態を考慮せずに水銀灯の定格電流に合わせて電圧調整装置の定格を決定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における電圧調整装置の構成を示す回路図である。
【図２】実施の形態１における制御回路の構成を示す回路図である。
【図３】実施の形態１の動作を説明するためのタイミング図である。
【図４】この発明の実施の形態２における電圧調整装置の構成を示す回路図である。
【図５】実施の形態２における制御回路の構成を示す回路図である。
【図６】この発明の実施の形態３における電圧調整装置の構成を示す回路図である。
【図７】この発明の実施の形態４における電圧調整装置の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１０  電圧振幅調整器、      １１、１２  半導体スイッチ、
１３  開閉器、      １４  変流器、      １５  制御回路、
１６  交流フィルタ、      ２０、２０Ａ、２０Ｂ  変圧器、
３０  負荷投入検出部、      ３３  比較部、      ３４  ディレイ回路、
３５  ＥＸＯＲ回路、      ４０  制御目標値設定部、
４３  最小値選択器、      ４４  目標値電圧、
４５  第１の切換スイッチ、      ４６、４９  加算器、
４７  伝達関数、
４８  第２の切換スイッチ、      ５０  制御部、      ５１  ゲート制御部、
５２  第３の切換スイッチ、      ５３  第４の切換スイッチ、
５４  第５の切換スイッチ。
【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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