(57)【要約】【課題】  広範囲の応用が可能な交流電圧の位相角を調整する調整回路を提供する。【解決手段】  交流限流回路装置Ｚ１０は、負荷Ｌ１０１及び双極性固体スイッチ素子１０００を直列接続するとともに交流電源に並列に接続する。双極性固体スイッチ素子１０００は、双極性の駆動電圧信号を出力する双方向サイリスタ素子、及び双極性の駆動電圧信号を出力する電界効果パワーデバイスによって構成される。調整回路ＰＤ１００は、交流電源電圧を入力するとともに回路調整機能と交流限流回路装置Ｚ１０を流れる電流値と負荷Ｌ１０１の端電圧値とに基づいて双極性の駆動電圧信号を出力し、双極性固体スイッチ素子１０００のオン位相角及びオフ位相角を制御する。これにより、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧の位相角を調整する調整回路は、交流電源と負荷との間に固体スイッチ素子を設置し、かつ位相調整回路を通して、固体スイッチ素子のオン位相角（Ｔｕｒｎ−ｏｎ  ｐｈａｓｅ  ａｎｇｌｅ）及びオフ位相角（Ｔｕｒｎ−ｏｆｆ  ｐｈａｓｅ  ａｎｇｌｅ）の二者を同期調整することによって、正弦波交流電源の電圧は、オン位相角及びオフ位相角の同期調整回路の変化範囲内において、対称波の出力を維持し、本実施例の交流電圧の位相角を調整する調整回路は、単相交流電源または多相交流電源出力電圧の調整に応用されることにより、負荷に対して安定した電圧を供給し、または負荷の出力電流を調整し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置（Ｚ１０）は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷（Ｌ１０１）と双極性固体スイッチ素子（１０００）を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続し、
双極性固体スイッチ素子（１０００）は、下記の一種または一種以上の回路構造によって構成され、
（１）制御可能な電気伝導度による位相角の双方向サイリスタ素子によって構成され、例えば双方向サイリスタにより双極性固体スイッチ素子（１０００）を構成し、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１００）自体の回路調整機能を通して、双極性の駆動電圧信号を出力し、また双方向サイリスタ素子である双方向サイリスタ（によって構成される双極性固体スイッチ素子（１０００）に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
（２）少なくとも２個の電界効果パワーデバイスによって構成され、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴによって構成される２極モジュールを双極性固体スイッチ素子（１０００）とし、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１００）自体の回路調整機能を通して、双極性の駆動電圧信号を出力し、また少なくとも２個の電界効果パワーデバイスによって構成される双極性固体スイッチ素子（１０００）に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１００）は、電子回路素子によって構成され、交流電源電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置（Ｚ１０）を通過する電流値と負荷（Ｌ１０１）の端電圧値を参考し、双極性の駆動電圧信号を出力することにより、双極性固体スイッチ素子（１０００）のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する調整回路。
【請求項２】
双極性固体スイッチ素子により、オン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置（Ｚ１０）は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷（Ｌ１０１）と双極性固体スイッチ素子（１０００）を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続し、
双極性固体スイッチ素子（１０００）は、下記の一種または一種以上の回路構造によって構成され、
（１）制御可能な電気伝導度による位相角の双方向サイリスタ素子によって構成され、例えば双方向サイリスタにより双極性固体スイッチ素子（１０００）を構成し、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路（ＰＤ２００）自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、双極性の駆動電圧信号を出力し、逆極性に直列に接続するツェナーダイオード（ＺＤ１０１、ＺＤ１０２）を経て、双方向サイリスタ素子である双方向サイリスタによって構成される双極性固体スイッチ素子（１０００）に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
（２）少なくとも２個の電界効果パワーデバイスによって構成され、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴによって構成される２極モジュールを双極性固体スイッチ素子（１０００）とし、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路（ＰＤ２００）自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、双極性の駆動電圧信号を出力し、また逆極性に直列に接続するツェナーダイオード（ＺＤ１０１、ＺＤ１０２）を経て、少なくとも２個の電界効果パワーデバイスによって構成される双極性固体スイッチ素子（１０００）に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路（ＰＤ２００）は、電子回路素子によって構成され、交流電源電圧を入力し、かつ自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、双極性の駆動電圧信号を出力し、また逆極性に直列に接続するツェナーダイオード（ＺＤ１０１、ＺＤ１０２）を経て、双極性固体スイッチ素子（１０００）のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ツェナーダイオード（ＺＤ１０１、ＺＤ１０２）は、少なくとも２個のツェナーダイオード（ｚｅｎｅｒ  ｄｉｏｄｅ）によって構成され、逆極性に直列に接続することによって双極性電圧差を形成し、双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１００）の双極性の駆動電圧信号の出力端と双極性固体スイッチ素子（１０００）の双極性の駆動電圧信号の入力端との間に直列接続し、本実施例のツェナーダイオード（ＺＤ１０１、ＺＤ１０２）の代わりに、同じ性能の双方向ツェナーダイオードを使うことができ、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項１に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項３】
２個の固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角の回路を構成し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置（Ｚ１０）は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷（Ｌ１０１）と双極性固体スイッチ素子（１０００）を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続し、
双極性固体スイッチ素子（１０００）は、単極性固体スイッチ素子（１００１）と単極性固体スイッチ素子（１００２）を逆極性に並列に接続することによって構成され、単極性固体スイッチ素子（１００１）と単極性固体スイッチ素子（１００２）は下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成され、
（１）少なくとも２個の制御可能な電気伝導度により位相角の単極性固体スイッチ素子（１００１）と単極性固体スイッチ素子（１００２）を構成し、例えば少なくとも２個のシリコンを制御する整流器ＳＣＲを逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子（１０００）を構成し、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１）及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０２）自体の回路調整機能を通して、別々に異極性の駆動電圧信号を出力することによって、別々に単極性固体スイッチ素子（１００１）と単極性固体スイッチ素子（１００２）に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
（２）少なくとも２個の電界効果パワーデバイスにより単極性固体スイッチ素子（１００１）と単極性固体スイッチ素子（１００２）を構成し、かつ相互に逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子（１０００）を構成し、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴによって２極モジュールを構成して双極性固体スイッチ素子（１０００）とし、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１）及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０２）自体の回路調整機能を通して、別々に異極性の駆動電圧信号を出力し、また別々に異極性に並列に接続し、別々に単極性固体スイッチ素子（１００１）と単極性固体スイッチ素子（１００２）の２個の電界効果パワーデバイスを構成することにより、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１）は、電子回路素子によって構成され、ダイオード（ＣＲ１０１）と順極性に直列に接続することによって、第一極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置（Ｚ１０）を通過する電流値と負荷（Ｌ１０１）の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子（１００１）と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子（１００１）のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０２）は、電子回路素子によって構成され、ダイオード（ＣＲ１０２）と順極性に直列に接続することによって、第二極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置（Ｚ１０）を通過する電流値と負荷（Ｌ１０１）の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子（１００２）と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子（１００２）のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ダイオード（ＣＲ１０１）は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１）に同極性に直列に接続し、
ダイオード（ＣＲ１０２）は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０２）に同極性に直列に接続し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項１に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項４】
２個の固体スイッチ素子により、オン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置（Ｚ１０）は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷（Ｌ１０１）と双極性固体スイッチ素子（１０００）を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続し、
双極性固体スイッチ素子（１０００）は、単極性固体スイッチ素子（１００１）と単極性固体スイッチ素子（１００２）を逆極性に並列に接続することによって構成され、単極性固体スイッチ素子（１００１）と単極性固体スイッチ素子（１００２）は下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成され、
（１）少なくとも２個の制御可能な電気伝導度により位相角の単極性固体スイッチ素子（１００１）と単極性固体スイッチ素子（１００２）を構成し、例えば少なくとも２個のシリコンを制御する整流器ＳＣＲを逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子（１０００）を構成し、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路（ＰＤ１０３）を通して、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路（ＰＤ１０４）自体の回路設定機能により、別々に異極性の駆動電圧信号を出力し、またツェナーダイオード（ＺＤ１０３）とツェナーダイオード（ＺＤ１０４）を経て、別々に単極性固体スイッチ素子（１００１）と単極性固体スイッチ素子（１００２）へ伝送することにより、別々に単極性固体スイッチ素子（１００１）と単極性固体スイッチ素子（１００２）に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
（２）少なくとも２個の電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子（１００１）と単極性固体スイッチ素子（１００２）とし、かつ相互に逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子（１０００）を構成し、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴによって２極モジュールを構成して、双極性固体スイッチ素子（１０００）とし、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路（ＰＤ１０３）を通して、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路（ＰＤ１０４）自体の回路設定機能により、別々に異極性の駆動電圧信号を出力し、またツェナーダイオード（ＺＤ１０３）とツェナーダイオード（ＺＤ１０４）を経て、別々に単極性固体スイッチ素子（１００１）と単極性固体スイッチ素子（１００２）へ伝送することにより、別々に異極性に並列に接続する２個の電界効果パワーデバイスに対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路（ＰＤ１０３）は、電子回路素子によって構成され、ダイオード（ＣＲ１０１）と順極性に直列に接続することによって、第一極性の交流電圧を入力し、また自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、単極性固体スイッチ素子（１００１）と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子（１００１）のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路（ＰＤ１０４）は、電子回路素子によって構成され、ダイオード（ＣＲ１０２）と順極性に直列に接続することによって、第二極性の交流電圧を入力し、また自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、単極性固体スイッチ素子（１００２）と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子（１００２）のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ダイオード（ＣＲ１０１）は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１）に同極性に直列に接続し、
ダイオード（ＣＲ１０２）は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０２）に同極性に直列に接続し、
ツェナーダイオード（ＺＤ１０３）は、ツェナー効果を備えるツェナーダイオード（ｚｅｎｅｒ  ｄｉｏｄｅ）または順方向にバイアスされるダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路（ＰＤ１０３）の駆動電圧信号の出力端と単極性固体スイッチ素子（１００１）の駆動電圧信号の入力端との間に直列に接続し、
ツェナーダイオード（ＺＤ１０４）は、ツェナー効果を備えるツェナーダイオード（ｚｅｎｅｒ  ｄｉｏｄｅ）または順方向にバイアスされるダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路（ＰＤ１０４）の駆動電圧信号の出力端と単極性固体スイッチ素子（１００２）の駆動電圧信号の入力端との間に直列に接続し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項１に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項５】
ブリッジ整流装置結合固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角の回路を構成し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置（Ｚ１０）は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、交流電源とブリッジ整流装置（ＢＲ１０１）の交流入力端との間に直列に接続し、
単極性固体スイッチ素子（１００１）は、下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成され、
（１）制御可能な電気伝導度による位相角の単極性固体スイッチ素子（１００１）によって構成され、例えばシリコンを制御する整流器ＳＣＲによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１）自体の回路調整機能を通して、駆動電圧信号を出力し、シリコンを制御する整流器ＳＣＲによって構成される単極性固体スイッチ素子（１００１）に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
（２）電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子（１００１）とし、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１）自体の回路調整機能を通して、駆動電圧信号を出力し、また電界効果パワーデバイスによって構成される単極性固体スイッチ素子（１００１）に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１）は、電子回路素子によって構成され、ブリッジ整流装置（ＢＲ１０２）の直流出力端に並列に接続し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置（Ｚ１０）を通過する電流値と負荷（Ｌ１０１）の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子（１００１）と同じ極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子（１００１）のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ブリッジ整流装置（ＢＲ１０１）は、少なくとも４個の整流ダイオードによって構成され、その交流電源の入力端と交流限流回路装置（Ｚ１０）を直列に接続してから、交流電源へ通じ、及び直流電源の正極と負極の出力端を備え、交流電源を直流に整流することによって、単極性固体スイッチ素子（１００１）及びそれと直列に接続する負荷（Ｌ１０１）へ伝送し、
ブリッジ整流装置（ＢＲ１０２）は、少なくとも４個の整流ダイオードによって構成され、交流電源が入力する２個の入力端及び直流電源を出力する正極と負極出力端を備え、交流電源を直流に整流することによって、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１）へ伝送し、更に駆動電圧信号を単極性固体スイッチ素子（１００１）へ出力し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項１に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項６】
ブリッジ整流装置所結合固体スイッチ素子により、オン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置（Ｚ１０）は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、その一端は交流電源の一端へ通じ、別端を負荷（Ｌ１０１）へ通じるブリッジ整流装置（ＢＲ１０１）の交流入力端を直列に接続し、かつブリッジ整流装置（ＢＲ１０１）の別の交流入力端は交流電源の別端へ通じ、単極性固体スイッチ素子（１００１）は、下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成され、
（１）制御可能な電気伝導度による位相角の単極性固体スイッチ素子（１００１）によって構成され、例えばシリコンを制御する整流器ＳＣＲによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１）自体の回路調整機能と交流限流回路装置（Ｚ１０）を通過する電流値と負荷（Ｌ１０１）の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力し、ツェナーダイオード（ＺＤ１０３）を経て、シリコンを制御する整流器ＳＣＲによって構成される単極性固体スイッチ素子（１００１）に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
（２）電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子（１００１）とし、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１）自体の回路調整機能と交流限流回路装置（Ｚ１０）を通過する電流値と負荷（Ｌ１０１）の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力し、ツェナーダイオード（ＺＤ１０３）を経て、電界効果パワーデバイスによって構成される単極性固体スイッチ素子（１００１）に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路（ＰＤ１０３）は、電子回路素子によって構成され、ブリッジ整流装置（ＢＲ１０１）の直流出力端に並列に接続し、かつ自体回路を通して駆動電圧信号の出力を設定し、ツェナーダイオード（ＺＤ１０３）を経て単極性固体スイッチ素子（１００１）のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ブリッジ整流装置（ＢＲ１０１）は、少なくとも４個の整流ダイオードによって構成され、交流電源を入力する２個の入力端と直流電源を出力する正極と負極出力端を備え、交流電源を直流に整流することによって、単極性固体スイッチ素子（１００１）及び単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路（ＰＤ１０３）へ伝送し、
ツェナーダイオード（ＺＤ１０３）は、ツェナー効果を備えるツェナーダイオード（ｚｅｎｅｒ  ｄｉｏｄｅ）または順方向にバイアスされるダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路（ＰＤ１０３）の駆動電圧信号の出力端と単極性固体スイッチ素子（１００１）の駆動電圧信号の入力端との間に直列に接続し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項１に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項７】
双極性固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角を構成し、及び交流限流回路装置（Ｚ１０）により電流値を検出し、オン位相角及びオフ位相角の調整回路へ伝送することにより、固体スイッチ素子を経て、負荷を通過する電圧または電流回路を調整し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置（Ｚ１０）は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷（Ｌ１０１）と双極性固体スイッチ素子（１０００）を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続し、
双極性固体スイッチ素子（１０００）は、下記の一種または一種以上の回路構造によって構成され、
（１）制御可能な電気伝導度による位相角の双方向サイリスタ素子によって構成され、例えば双方向サイリスタにより双極性固体スイッチ素子（１０００）を構成し、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１００）自体の回路調整機能と交流限流回路装置（Ｚ１０）を通過する電流値と負荷（Ｌ１０１）の端電圧値を参考することによって、双極性の駆動電圧信号を出力し、また双方向サイリスタ素子によって双方向サイリスタを構成する双極性固体スイッチ素子（１０００）に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
（２）少なくとも２個の電界効果パワーデバイスによって構成され、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴによって構成される２極モジュールを双極性固体スイッチ素子（１０００）とし、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１００）自体の回路調整機能と交流限流回路装置（Ｚ１０）を通過する電流値と負荷（Ｌ１０１）の端電圧値を参考することによって、双極性の駆動電圧信号を出力し、また少なくとも２個の電界効果パワーデバイスによって構成される双極性固体スイッチ素子（１０００）に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１００）は、電子回路素子によって構成され、交流電源電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置（Ｚ１０）を通過する電流値と負荷（Ｌ１０１）の端電圧値を参考し、双極性の駆動電圧信号を出力することにより、双極性固体スイッチ素子（１０００）のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項１に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項８】
２個の固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角を構成し、及び交流限流回路装置（Ｚ１０）により電流値を検出し、オン位相角及びオフ位相角の調整回路へ伝送することにより、固体スイッチ素子を経て、負荷を通過する電圧または電流回路を調整し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置（Ｚ１０）は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷（Ｌ１０１）と双極性固体スイッチ素子（１０００）を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続し、
双極性固体スイッチ素子（１０００）は、単極性固体スイッチ素子（１００１）と単極性固体スイッチ素子（１００２）を逆極性に並列に接続することによって構成され、単極性固体スイッチ素子（１００１）と単極性固体スイッチ素子（１００２）は下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成され、
（１）少なくとも２個の制御可能な電気伝導度により位相角の単極性固体スイッチ素子（１００１）と単極性固体スイッチ素子（１００２）を構成し、例えば少なくとも２個のシリコンを制御する整流器ＳＣＲを逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子（１０００）を構成し、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１）及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０２）自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置（Ｚ１０）を通過する電流値と負荷（Ｌ１０１）の端電圧値を参考し、別々に異極性の駆動電圧信号を出力することによって、別々に単極性固体スイッチ素子（１００１）と単極性固体スイッチ素子（１００２）に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
（２）少なくとも２個の電界効果パワーデバイスにより単極性固体スイッチ素子（１００１）と単極性固体スイッチ素子（１００２）を構成し、かつ相互に逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子（１０００）を構成し、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴによって２極モジュールを構成して双極性固体スイッチ素子（１０００）とし、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１）及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０２）自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置（Ｚ１０）を通過する電流値と負荷（Ｌ１０１）の端電圧値を参考し、別々に異極性の駆動電圧信号を出力し、また別々に異極性に並列に接続し、別々に単極性固体スイッチ素子（１００１）と単極性固体スイッチ素子（１００２）の２個の電界効果パワーデバイスを構成することにより、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１）は、電子回路素子によって構成され、ダイオード（ＣＲ１０１）と順極性に直列に接続することによって、第一極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置（Ｚ１０）を通過する電流値と負荷（Ｌ１０１）の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子（１００１）と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子（１００１）のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０２）は、電子回路素子によって構成され、ダイオード（ＣＲ１０２）と順極性に直列に接続することによって、第二極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置（Ｚ１０）を通過する電流値と負荷（Ｌ１０１）の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子（１００２）と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子（１００２）のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ダイオード（ＣＲ１０１）は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１）に同極性に直列に接続し、
ダイオード（ＣＲ１０２）は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０２）に同極性に直列に接続し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項１に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項９】
ブリッジ整流装置結合固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角を構成し、及び交流限流回路装置（Ｚ１０）により電流値を検出し、オン位相角及びオフ位相角の調整回路へ伝送することにより、固体スイッチ素子を経て、負荷を通過する電圧または電流回路を調整し、主な構成は下記の通りであって、
交流限流回路装置（Ｚ１０）は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、交流電源とブリッジ整流装置（ＢＲ１０１）の交流入力端との間に直列に接続し、
単極性固体スイッチ素子（１００１）は、下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成され、
（１）制御可能な電気伝導度による位相角の単極性固体スイッチ素子（１００１）によって構成され、例えばシリコンを制御する整流器ＳＣＲによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１）自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置（Ｚ１０）を通過する電流値と負荷（Ｌ１０１）の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力し、シリコンを制御する整流器ＳＣＲによって構成される単極性固体スイッチ素子（１００１）に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
（２）電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子（１００１）とし、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１）自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置（Ｚ１０）を通過する電流値と負荷（Ｌ１０１）の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力し、また電界効果パワーデバイスによって構成される単極性固体スイッチ素子（１００１）に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御し、
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１）は、電子回路素子によって構成され、ブリッジ整流装置（ＢＲ１０２）の直流出力端に並列に接続し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置（Ｚ１０）を通過する電流値と負荷（Ｌ１０１）の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子（１００１）と同じ極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子（１００１）のオン位相角及びオフ位相角を制御し、
ブリッジ整流装置（ＢＲ１０１）は、少なくとも４個の整流ダイオードによって構成され、その交流電源の入力端と交流限流回路装置（Ｚ１０）を直列に接続してから、交流電源へ通じ、及び直流電源の正極と負極の出力端を備え、交流電源を直流に整流することによって、単極性固体スイッチ素子（１００１）及びそれと直列に接続する負荷（Ｌ１０１）へ伝送し、
ブリッジ整流装置（ＢＲ１０２）は、少なくとも４個の整流ダイオードによって構成され、交流電源が入力する２個の入力端及び直流電源を出力する正極と負極出力端を備え、交流電源を直流に整流することによって、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１）へ伝送し、更に駆動電圧信号を単極性固体スイッチ素子（１００１）へ出力し、
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御することを特徴とする請求項１に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【請求項１０】
双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１００）、双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路（ＰＤ２００）、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路（ＰＤ１０１、ＰＤ１０２）、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路（ＰＤ１０３、ＰＤ１０４）の駆動電圧信号の出力は、
（１）直接電気エネルギー信号を出力することにより、固体スイッチ素子を駆動する方式、
（２）ホトカプラにより絶縁隔離し、電気エネルギー信号を出力することにより、固体スイッチ素子を駆動する方式、
（３）パルストランスにより絶縁隔離し、電気エネルギー信号を出力することにより、固体スイッチ素子を駆動する方式、
のうち一種以上の方式によって構成されることを特徴とする請求項１に記載の交流電圧の位相角を調整する調整回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正弦波交流電源の電圧に対して、オン位相角（Ｔｕｒｎ−ｏｎ  ｐｈａｓｅ  ａｎｇｌｅ）及びオフ位相角（Ｔｕｒｎ−ｏｆｆ  ｐｈａｓｅ  ａｎｇｌｅ）の同期調整回路の一種であって、オン位相角及びオフ位相角の調整モードによって同期調整する回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の交流電圧の調整方式は、振幅変調（図１参照）である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３１５３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の交流電圧の調整方式では、トリガ位相角を調整するか（図２参照）、またはオフ位相角（図３参照）を調整するだけであるため、その応用は制限される。
【０００５】
本発明の目的は、広範囲の応用が可能な交流電圧の位相角を調整する調整回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の交流電圧の位相角を調整する調整回路は、交流電源と負荷との間に固体スイッチ素子を設置し、かつ位相調整回路を通して、固体スイッチ素子のオン位相角及びオフ位相角の二者を同期調整することによって、正弦波交流電源の電圧は、オン位相角及びオフ位相角の同期調整回路の変化範囲内において、対称波の出力を維持する。これにより、本発明の交流電圧の位相角を調整する調整回路は、単相交流電源または多相交流電源出力電圧の調整に応用され、負荷に対して安定した電圧を供給し、または負荷の出力電流を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】従来の正弦波交流電圧の振幅変調式電圧波形調整模式図である。
【図２】従来の正弦波交流電圧のオン位相角を調整する電圧波形調整図である。
【図３】従来の正弦波交流電圧のオフ位相角を調整する電圧波形調整図である。
【図４】本発明の第１実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるオン位相角及びオフ位相角の回路を構成するブロック模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるオン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定するブロック模式図である。
【図６】本発明の第２実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるオン位相角及びオフ位相角の回路を構成するブロック模式図である。
【図７】本発明の第２実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるオン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定するブロック模式図である。
【図８】本発明の第３実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるオン位相角及びオフ位相角の回路を構成するブロック模式図である。
【図９】本発明の第３実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるオン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定するブロック模式図である。
【図１０】本発明の第１実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における負荷にかかる電圧または電流回路を調整するブロック模式図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における負荷にかかる電圧または電流回路を調整するブロック模式図である。
【図１２】本発明の第３実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における負荷にかかる電圧または電流回路を調整するブロック模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、正弦波交流電源の電圧に対して、オン位相角及びオフ位相角を調整する同期回路の一種であって、オン位相角及びオフ位相角を調整モードによって同期調整し、従来のトリガ位相角またはオフ位相角の調整モードだけで調整することを突破し、特にオン位相角及びオフ位相角の二者を同じ位相角度に調整することによって、正弦波交流電源の電圧は、オン位相角及びオフ位相角を経て、同期調整回路の変化範囲内において、対称波の出力を維持する。本発明の交流電圧の位相角を調整する調整回路は、単相交流電源または多相交流電源出力電圧の調整に応用されることにより、負荷に対して安定した電圧を供給し、または負荷の出力電流を調整する
【０００９】
本発明の交流電圧の位相角を調整する調整回路は、交流電源と負荷との間に固体スイッチ素子を設置し、かつ位相調整回路を通して、固体スイッチ素子のオン位相角及びオフ位相角の二者を同期調整することによって、正弦波交流電源の電圧は、オン位相角及びオフ位相角の同期調整回路の変化範囲内において、対称波の出力を維持する。本発明の交流電圧の位相角を調整する調整回路は、単相交流電源または多相交流電源出力電圧の調整に応用されることにより、負荷に対して安定した電圧を供給し、または負荷の出力電流を調整する。
【００１０】
（第１実施形態）
図４に本発明の第１実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における双極性固体スイッチ素子により同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角の回路を構成するブロック模式図を示す。
【００１１】
図４の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Ｚ１０は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷Ｌ１０１と双極性固体スイッチ素子１０００を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続する。
【００１２】
双極性固体スイッチ素子１０００は、下記の一種または一種以上の回路構造によって構成される。
【００１３】
（１）制御可能な電気伝導度による位相角の双方向サイリスタ素子によって構成され、例えば双方向サイリスタ（または、「トライアック」ともいう）により双極性固体スイッチ素子１０００を構成し、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１００自体の回路調整機能を通して、双極性の駆動電圧信号を出力する。また双方向サイリスタ素子である双方向サイリスタによって構成される双極性固体スイッチ素子１０００に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００１４】
（２）少なくとも２個の電界効果パワーデバイスによって構成され、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴによって構成される２極モジュールを双極性固体スイッチ素子１０００とし、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１００自体の回路調整機能を通して、双極性の駆動電圧信号を出力する。また少なくとも２個の電界効果パワーデバイスによって構成される双極性固体スイッチ素子１０００に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００１５】
双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１００は、電子回路素子によって構成され、交流電源電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Ｚ１０を流れる電流値と負荷Ｌ１０１の端電圧値を参考し、双極性の駆動電圧信号を出力することにより、双極性固体スイッチ素子１０００のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００１６】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【００１７】
図５に双極性固体スイッチ素子によりオン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定するブロック模式図を示す。
【００１８】
図５の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Ｚ１０は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷Ｌ１０１と双極性固体スイッチ素子１０００を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続する。
【００１９】
双極性固体スイッチ素子１０００は、下記の一種または一種以上の回路構造によって構成される。
【００２０】
（１）制御可能な電気伝導度による位相角の双方向サイリスタ素子によって構成され、例えば双方向サイリスタにより双極性固体スイッチ素子１０００を構成し、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路ＰＤ２００自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、双極性の駆動電圧信号を出力し、逆極性に直列に接続するツェナーダイオードＺＤ１０１、ＺＤ１０２を経て、双方向サイリスタ素子である双方向サイリスタによって構成される双極性固体スイッチ素子１０００に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００２１】
（２）少なくとも２個の電界効果パワーデバイスによって構成され、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴによって構成される２極モジュールを双極性固体スイッチ素子１０００とし、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路ＰＤ２００自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、双極性の駆動電圧信号を出力する。また逆極性に直列に接続するツェナーダイオードＺＤ１０１、ＺＤ１０２を経て、少なくとも２個の電界効果パワーデバイスによって構成される双極性固体スイッチ素子１０００に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００２２】
双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路ＰＤ２００は、電子回路素子によって構成され、交流電源電圧を入力し、かつ自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、双極性の駆動電圧信号を出力する。また逆極性に直列に接続するツェナーダイオードＺＤ１０１、ＺＤ１０２を経て、双極性固体スイッチ素子１０００のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００２３】
ツェナーダイオードＺＤ１０１、ＺＤ１０２は、少なくとも２個のツェナーダイオード（ｚｅｎｅｒ  ｄｉｏｄｅ）によって構成され、逆極性に直列に接続することによって双極性電圧差を形成し、双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１００の双極性の駆動電圧信号の出力端と双極性固体スイッチ素子１０００の双極性の駆動電圧信号の入力端との間に直列接続する。本実施形態のツェナーダイオードＺＤ１０１、ＺＤ１０２の代わりに、同じ性能の双方向ツェナーダイオードを使うことができる。
【００２４】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【００２５】
（第２実施形態）
図６に本発明の第２実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における２個の固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角の回路を構成するブロック模式図を示す。
【００２６】
図６の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Ｚ１０は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷Ｌ１０１と双極性固体スイッチ素子１０００を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続する。
【００２７】
双極性固体スイッチ素子１０００は、単極性固体スイッチ素子１００１と単極性固体スイッチ素子１００２を逆極性に並列に接続することによって構成され、単極性固体スイッチ素子１００１と単極性固体スイッチ素子１００２は下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成される。
【００２８】
（１）少なくとも２個の制御可能な電気伝導度により位相角の単極性固体スイッチ素子１００１と単極性固体スイッチ素子１００２を構成し、例えば少なくとも２個のシリコンを制御する整流器ＳＣＲを逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子１０００を構成し、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０２自体の回路調整機能を通して、別々に異極性の駆動電圧信号を出力することによって、別々に単極性固体スイッチ素子１００１と単極性固体スイッチ素子１００２に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００２９】
（２）少なくとも２個の電界効果パワーデバイスにより単極性固体スイッチ素子１００１と単極性固体スイッチ素子１００２を構成し、かつ相互に逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子１０００を構成し、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴによって２極モジュールを構成して双極性固体スイッチ素子１０００とし、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０２自体の回路調整機能を通して、別々に異極性の駆動電圧信号を出力する。また別々に異極性に並列に接続し、別々に単極性固体スイッチ素子１００１と単極性固体スイッチ素子１００２の２個の電界効果パワーデバイスを構成することにより、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００３０】
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１は、電子回路素子によって構成され、ダイオードＣＲ１０１と順極性に直列に接続することによって、第一極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Ｚ１０を流れる電流値と負荷Ｌ１０１の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子１００１と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子１００１のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００３１】
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０２は、電子回路素子によって構成され、ダイオードＣＲ１０２と順極性に直列に接続することによって、第二極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Ｚ１０を流れる電流値と負荷Ｌ１０１の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子１００２と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子１００２のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００３２】
ダイオードＣＲ１０１は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１に同極性に直列に接続する。
【００３３】
ダイオードＣＲ１０２は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０２に同極性に直列に接続する。
【００３４】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【００３５】
図７に２個の固体スイッチ素子により、オン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定するブロック模式図を示す。
【００３６】
図７の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Ｚ１０は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷Ｌ１０１と双極性固体スイッチ素子１０００を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続する。
【００３７】
双極性固体スイッチ素子１０００は、単極性固体スイッチ素子１００１と単極性固体スイッチ素子１００２を逆極性に並列に接続することによって構成され、単極性固体スイッチ素子１００１と単極性固体スイッチ素子１００２は下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成される。
【００３８】
（１）少なくとも２個の制御可能な電気伝導度により位相角の単極性固体スイッチ素子１００１と単極性固体スイッチ素子１００２を構成し、例えば少なくとも２個のシリコンを制御する整流器ＳＣＲを逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子１０００を構成し、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路ＰＤ１０３を通して、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路ＰＤ１０４自体の回路設定機能により、別々に異極性の駆動電圧信号を出力する。またツェナーダイオードＺＤ１０３とツェナーダイオードＺＤ１０４を経て、別々に単極性固体スイッチ素子１００１と単極性固体スイッチ素子１００２へ伝送することにより、別々に単極性固体スイッチ素子１００１と単極性固体スイッチ素子１００２に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００３９】
（２）少なくとも２個の電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子１００１と単極性固体スイッチ素子１００２とし、かつ相互に逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子１０００を構成し、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴによって２極モジュールを構成して、双極性固体スイッチ素子１０００とし、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路ＰＤ１０３を通して、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路ＰＤ１０４自体の回路設定機能により、別々に異極性の駆動電圧信号を出力する。またツェナーダイオードＺＤ１０３とツェナーダイオードＺＤ１０４を経て、別々に単極性固体スイッチ素子１００１と単極性固体スイッチ素子１００２へ伝送することにより、別々に異極性に並列に接続する２個の電界効果パワーデバイスに対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００４０】
単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路ＰＤ１０３は、電子回路素子によって構成され、ダイオードＣＲ１０１と順極性に直列に接続することによって、第一極性の交流電圧を入力し、また自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、単極性固体スイッチ素子１００１と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子１００１のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００４１】
単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路ＰＤ１０４は、電子回路素子によって構成され、ダイオードＣＲ１０２と順極性に直列に接続することによって、第二極性の交流電圧を入力し、また自体の回路を通して、機能の設定を行うことにより、単極性固体スイッチ素子１００２と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子１００２のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００４２】
ダイオードＣＲ１０１は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１に同極性に直列に接続する。
【００４３】
ダイオードＣＲ１０２は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０２に同極性に直列に接続する。
【００４４】
ツェナーダイオードＺＤ１０３は、ツェナー効果を備えるツェナーダイオードまたは順方向にバイアスされるダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路ＰＤ１０３の駆動電圧信号の出力端と単極性固体スイッチ素子１００１の駆動電圧信号の入力端との間に直列に接続する。
【００４５】
ツェナーダイオードＺＤ１０４は、ツェナー効果を備えるツェナーダイオードまたは順方向にバイアスされるダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路ＰＤ１０４の駆動電圧信号の出力端と単極性固体スイッチ素子１００２の駆動電圧信号の入力端との間に直列に接続する。
【００４６】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【００４７】
（第３実施形態）
図８に本発明の第３実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるブリッジ整流装置結合固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角の回路を構成するブロック模式図を示す。
【００４８】
図８の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Ｚ１０は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、交流電源とブリッジ整流装置ＢＲ１０１の交流入力端との間に直列に接続する。
【００４９】
単極性固体スイッチ素子１００１は、下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成される。
【００５０】
（１）制御可能な電気伝導度による位相角の単極性固体スイッチ素子１００１によって構成され、例えばシリコンを制御する整流器ＳＣＲによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１自体の回路調整機能を通して、駆動電圧信号を出力する。シリコンを制御する整流器ＳＣＲによって構成される単極性固体スイッチ素子１００１に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００５１】
（２）電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子１００１とし、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１自体の回路調整機能を通して、駆動電圧信号を出力する。また電界効果パワーデバイスによって構成される単極性固体スイッチ素子１００１に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００５２】
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１は、電子回路素子によって構成され、ブリッジ整流装置ＢＲ１０２の直流出力端に並列に接続し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Ｚ１０を流れる電流値と負荷Ｌ１０１の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子１００１と同じ極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子１００１のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００５３】
ブリッジ整流装置ＢＲ１０１は、少なくとも４個の整流ダイオードによって構成され、その交流電源の入力端と交流限流回路装置Ｚ１０を直列に接続してから、交流電源へ通じ、及び直流電源の正極と負極の出力端を備える。交流電源を直流に整流することによって、単極性固体スイッチ素子１００１及びそれと直列に接続する負荷Ｌ１０１へ伝送する。
【００５４】
ブリッジ整流装置ＢＲ１０２は、少なくとも４個の整流ダイオードによって構成され、交流電源が入力する２個の入力端及び直流電源を出力する正極と負極出力端を備える。交流電源を直流に整流することによって、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１へ伝送し、更に駆動電圧信号を単極性固体スイッチ素子１００１へ出力する。
【００５５】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【００５６】
図９にブリッジ整流装置所結合固体スイッチ素子により、オン位相角及びオフ位相角の調整回路を設定するブロック模式図を示す。
【００５７】
図９の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Ｚ１０は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、その一端は交流電源の一端へ通じ、別端を負荷Ｌ１０１へ通じるブリッジ整流装置ＢＲ１０１の交流入力端を直列に接続し、かつブリッジ整流装置ＢＲ１０１の別の交流入力端は交流電源の別端へ通じる。
【００５８】
単極性固体スイッチ素子１００１は、下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成される。
【００５９】
（１）制御可能な電気伝導度による位相角の単極性固体スイッチ素子１００１によって構成され、例えばシリコンを制御する整流器ＳＣＲによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１自体の回路調整機能と交流限流回路装置Ｚ１０を流れる電流値と負荷Ｌ１０１の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力する。ツェナーダイオードＺＤ１０３を経て、シリコンを制御する整流器ＳＣＲによって構成される単極性固体スイッチ素子１００１に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００６０】
（２）電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子１００１とし、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１自体の回路調整機能と交流限流回路装置Ｚ１０を流れる電流値と負荷Ｌ１０１の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力し、ツェナーダイオードＺＤ１０３を経て、電界効果パワーデバイスによって構成される単極性固体スイッチ素子１００１に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００６１】
単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路ＰＤ１０３は、電子回路素子によって構成され、ブリッジ整流装置ＢＲ１０１の直流出力端に並列に接続し、かつ自体回路を通して駆動電圧信号の出力を設定し、ツェナーダイオードＺＤ１０３を経て単極性固体スイッチ素子１００１のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００６２】
ブリッジ整流装置ＢＲ１０１は、少なくとも４個の整流ダイオードによって構成され、交流電源を入力する２個の入力端と直流電源を出力する正極と負極出力端を備える。交流電源を直流に整流することによって、単極性固体スイッチ素子１００１及び単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路ＰＤ１０３へ伝送する。
【００６３】
ツェナーダイオードＺＤ１０３は、ツェナー効果を備えるツェナーダイオードまたは順方向にバイアスされるダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路ＰＤ１０３の駆動電圧信号の出力端と単極性固体スイッチ素子１００１の駆動電圧信号の入力端との間に直列に接続する。
【００６４】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【００６５】
図１０に本発明の第１実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における双極性固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角を構成し、及び交流限流回路装置Ｚ１０により電流値を検出し、オン位相角及びオフ位相角の調整回路へ伝送することにより、固体スイッチ素子を経て、負荷をかかる電圧または電流回路を調整するブロック模式図を示す。
【００６６】
図１０の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Ｚ１０は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷Ｌ１０１と双極性固体スイッチ素子１０００を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続する。
【００６７】
双極性固体スイッチ素子１０００は、下記の一種または一種以上の回路構造によって構成される。
【００６８】
（１）制御可能な電気伝導度による位相角の双方向サイリスタ素子によって構成され、例えば双方向サイリスタにより双極性固体スイッチ素子１０００を構成し、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１００自体の回路調整機能と交流限流回路装置Ｚ１０を流れる電流値と負荷Ｌ１０１の端電圧値を参考することによって、双極性の駆動電圧信号を出力する。また双方向サイリスタ素子によって双方向サイリスタを構成する双極性固体スイッチ素子１０００に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００６９】
（２）少なくとも２個の電界効果パワーデバイスによって構成され、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴによって構成される２極モジュールを双極性固体スイッチ素子１０００とし、かつ双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１００自体の回路調整機能と交流限流回路装置Ｚ１０を流れる電流値と負荷Ｌ１０１の端電圧値を参考することによって、双極性の駆動電圧信号を出力する。また少なくとも２個の電界効果パワーデバイスによって構成される双極性固体スイッチ素子１０００に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００７０】
双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１００は、電子回路素子によって構成され、交流電源電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Ｚ１０を流れる電流値と負荷Ｌ１０１の端電圧値を参考し、双極性の駆動電圧信号を出力することにより、双極性固体スイッチ素子１０００のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００７１】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【００７２】
図１１に本発明の第２実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路における２個の固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角を構成し、及び交流限流回路装置Ｚ１０により電流値を検出し、オン位相角及びオフ位相角の調整回路へ伝送することにより、固体スイッチ素子を経て、負荷にかかる電圧または電流回路を調整するブロック模式図を示す。
【００７３】
図１１の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Ｚ１０は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、負荷Ｌ１０１と双極性固体スイッチ素子１０００を直列接続してから、更に交流電源に並列に接続する。
【００７４】
双極性固体スイッチ素子１０００は、単極性固体スイッチ素子１００１と単極性固体スイッチ素子１００２を逆極性に並列に接続することによって構成され、単極性固体スイッチ素子１００１と単極性固体スイッチ素子１００２は下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成される。
【００７５】
（１）少なくとも２個の制御可能な電気伝導度により位相角の単極性固体スイッチ素子１００１と単極性固体スイッチ素子１００２を構成し、例えば少なくとも２個のシリコンを制御する整流器ＳＣＲを逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子１０００を構成し、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０２自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置Ｚ１０を流れる電流値と負荷Ｌ１０１の端電圧値を参考し、別々に異極性の駆動電圧信号を出力することによって、別々に単極性固体スイッチ素子１００１と単極性固体スイッチ素子１００２に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００７６】
（２）少なくとも２個の電界効果パワーデバイスにより単極性固体スイッチ素子１００１と単極性固体スイッチ素子１００２を構成し、かつ相互に逆極性に並列に接続することによって双極性固体スイッチ素子１０００を構成し、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴによって２極モジュールを構成して双極性固体スイッチ素子１０００とし、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１及び単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０２自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置Ｚ１０を流れる電流値と負荷Ｌ１０１の端電圧値を参考し、別々に異極性の駆動電圧信号を出力する。また別々に異極性に並列に接続し、別々に単極性固体スイッチ素子１００１と単極性固体スイッチ素子１００２の２個の電界効果パワーデバイスを構成することにより、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００７７】
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１は、電子回路素子によって構成され、ダイオードＣＲ１０１と順極性に直列に接続することによって、第一極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Ｚ１０を流れる電流値と負荷Ｌ１０１の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子１００１と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子１００１のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００７８】
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０２は、電子回路素子によって構成され、ダイオードＣＲ１０２と順極性に直列に接続することによって、第二極性の交流電圧を入力し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Ｚ１０を流れる電流値と負荷Ｌ１０１の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子１００２と同極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子１００２のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００７９】
ダイオードＣＲ１０１は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１に同極性に直列に接続する。
【００８０】
ダイオードＣＲ１０２は、整流ダイオードによって構成され、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０２に同極性に直列に接続する。
【００８１】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【００８２】
図１２に本発明の第３実施形態による交流電圧の位相角を調整する調整回路におけるブリッジ整流装置結合固体スイッチ素子により、同期調整可能な交流電圧のオン位相角及びオフ位相角を構成し、及び交流限流回路装置Ｚ１０により電流値を検出し、オン位相角及びオフ位相角の調整回路へ伝送することにより、固体スイッチ素子を経て、負荷を流れる電圧または電流回路を調整するブロック模式図を示す。
【００８３】
図１２の主な構成は下記の通りである。
交流限流回路装置Ｚ１０は、抵抗性インピーダンス素子、誘導性インピーダンス素子、容量性インピーダンス素子の中の一種または一種以上を直列接続、並列接続、または直列・並列接続することによって構成され、交流電源とブリッジ整流装置ＢＲ１０１の交流入力端との間に直列に接続する。
【００８４】
単極性固体スイッチ素子１００１は、下記の一種または一種以上の固体スイッチ素子によって構成される。
【００８５】
（１）制御可能な電気伝導度による位相角の単極性固体スイッチ素子１００１によって構成され、例えばシリコンを制御する整流器ＳＣＲによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置Ｚ１０を流れる電流値と負荷Ｌ１０１の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力する。シリコンを制御する整流器ＳＣＲによって構成される単極性固体スイッチ素子１００１に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００８６】
（２）電界効果パワーデバイスを単極性固体スイッチ素子１００１とし、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴによって構成され、かつ単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１自体の回路調整機能を通して、及び交流限流回路装置Ｚ１０を流れる電流値と負荷Ｌ１０１の端電圧値を参考し、駆動電圧信号を出力する。また電界効果パワーデバイスによって構成される単極性固体スイッチ素子１００１に対して、オン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００８７】
単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１は、電子回路素子によって構成され、ブリッジ整流装置ＢＲ１０２の直流出力端に並列に接続し、かつ自体の回路調整機能と交流限流回路装置Ｚ１０を流れる電流値と負荷Ｌ１０１の端電圧値を参考し、単極性固体スイッチ素子１００１と同じ極性の駆動電圧信号を出力することにより、単極性固体スイッチ素子１００１のオン位相角及びオフ位相角を制御する。
【００８８】
ブリッジ整流装置ＢＲ１０１は、少なくとも４個の整流ダイオードによって構成され、その交流電源の入力端と交流限流回路装置Ｚ１０を直列に接続してから、交流電源へ通じ、及び直流電源の正極と負極の出力端を備える。交流電源を直流に整流することによって、単極性固体スイッチ素子１００１及びそれと直列に接続する負荷Ｌ１０１へ伝送する。
【００８９】
ブリッジ整流装置ＢＲ１０２は、少なくとも４個の整流ダイオードによって構成され、交流電源が入力する２個の入力端及び直流電源を出力する正極と負極出力端を備える。交流電源を直流に整流することによって、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１へ伝送し、更に駆動電圧信号を単極性固体スイッチ素子１００１へ出力する。
【００９０】
上述した回路は、抵抗、交流電気エネルギーが印加される抵抗を含む誘導性負荷、容量性負荷、または直列に接続されている抵抗を含む誘導性負荷及び容量性負荷を制御する。
【００９１】
本実施形態の交流電圧の位相角を調整する調整回路の双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１００、双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路ＰＤ２００、単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路ＰＤ１０１、ＰＤ１０２、単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路ＰＤ１０３、ＰＤ１０４の駆動電圧信号の出力は、下記の一種または一種以上によって構成されることを含む。
【００９２】
（１）直接電気エネルギー信号を出力することにより、固体スイッチ素子を駆動する。
【００９３】
（２）ホトカプラにより絶縁隔離し、電気エネルギー信号を出力することにより、固体スイッチ素子を駆動する。
【００９４】
３）パルストランスにより絶縁隔離し、電気エネルギー信号を出力することにより、固体スイッチ素子を駆動する。
【符号の説明】
【００９５】
１０００：双極性固体スイッチ素子、
１００１、１００２：単極性固体スイッチ素子、
ＢＲ１０１、ＢＲ１０２：ブリッジ整流装置、
ＣＲ１０１、ＣＲ１０２：ダイオード、
Ｌ１０１：負荷、
ＰＤ１００：双極性オン位相角とオフ位相角の調整回路、
ＰＤ２００：双極性オン位相角とオフ位相角の設定回路、
ＰＤ１０１、ＰＤ１０２：単極性オン位相角とオフ位相角の調整回路、
ＰＤ１０３、ＰＤ１０４：単極性オン位相角とオフ位相角の設定回路、
Ｚ１０：交流限流回路装置、
ＺＤ１０１、ＺＤ１０２、ＺＤ１０３、ＺＤ１０４：ツェナーダイオード。
【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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【外国語明細書】
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