專利名稱：相位控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對交流負載的電力進行相位控制或逆相位控制的相位控制裝置， 更詳細而言，涉及一種將晶體管用作開關(guān)元件來對交流負載的電力進行相位控制或逆相位控制的相位控制裝置。
背景技術(shù)：
在電動工具或照明器具等電氣設(shè)備領(lǐng)域中，廣泛對交流電動機或照明負載等負載的電力進行相位控制或逆相位控制。例如，在特開2009-12149號公報和特開平08-1M392 號公報中，公開了將三端雙向可控硅開關(guān)元件(triac)或SSR(Solid State Relay)用作開關(guān)元件來進行交流電動機的相位控制的電動工具或交流電動機的控制裝置。在電氣設(shè)備中進行交流負載的相位控制或逆相位控制時，因進行開關(guān)動作時的急劇的電流變化會產(chǎn)生電磁噪聲。在如流過交流負載的電流大的電動工具這樣的電氣設(shè)備中，由于因開關(guān)動作引起的電磁噪聲變大，因此很擔心對周圍的電氣設(shè)備或人體帶來的惡劣影響。在特開平11-161346號公報中，公開了使用沿著反方向串聯(lián)連接的兩個 MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)進行相位控制或逆相位控制的相位控制裝置。近幾年，在功率電子學領(lǐng)域中，普及了 MOSFET或IGBTansulated Gate Bipolar Transistor)等可控制大電流的晶體管。與三端雙向可控硅開關(guān)元件或SSR 等相比，晶體管在降低進行開關(guān)動作時的電流變化方面很有利。因此，在比較大的電流流過負載的電氣設(shè)備(例如電動工具)的相位控制或逆相位控制中，也考慮通過將可控制大電流的晶體管用作開關(guān)元件來抑制進行開關(guān)動作時的電磁噪聲。在流過大電流的電氣設(shè)備中，在進行使用了可控制大電流的晶體管的相位控制或逆相位控制的情況下，需要生成用作晶體管的柵極或基極驅(qū)動電壓的比較大的恒定電壓， 施加到晶體管的柵極或基極。在特開平11-161346號公報的圖2所示的相位控制裝置中， 使用利用了變壓器的柵極電源部，從交流電壓得到了柵極驅(qū)動電壓。但是，這樣的柵極電源部需要比較大的設(shè)置區(qū)域，在成本較高且重量較重的一點來說，并不是優(yōu)選的。此外，在特開平11-161346號公報的圖8所示的相位控制裝置中，將交流電源和負載的串聯(lián)電路連接到了二極管電橋的輸入端子間，但是利用二極管電橋?qū)κ┘拥竭@些端子間的交流電壓進行全波整流，并不能穩(wěn)定地得到高的直流電壓。因此，該相位控制裝置的結(jié)構(gòu)在使用了可控制大電流的晶體管的相位控制或逆相位控制中并不是優(yōu)選的。若不是通過全波整流而是利用半波整流，從交流電壓生成晶體管的柵極或基極驅(qū)動電壓，則能夠使用比較簡單的電路結(jié)構(gòu)生成柵極或基極驅(qū)動電壓。但是，為了穩(wěn)定且準確地進行相位控制或逆相位控制，需要柵極或基極驅(qū)動電壓穩(wěn)定。鑒于這一點，優(yōu)選對交流電壓進行全波整流來生成柵極或基極驅(qū)動電壓
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于解決上述的問題，其目的在于，在使用晶體管進行交流負載的相位控制或逆相位控制的相位控制裝置中，以節(jié)省空間、低廉且重量輕的方式利用簡單的結(jié)構(gòu)進行全波整流，從而生成提供給晶體管的控制端子的驅(qū)動電壓。本發(fā)明的第1方式的相位控制裝置是對提供給與交流電源連接的負載的電力進行相位控制或逆相位控制的相位控制裝置，其特征在于，包括第1晶體管，其源極或發(fā)射極與所述交流電源的一端連接，并且漏極或集電極與所述負載的一端連接；第2晶體管， 其源極或發(fā)射極與所述交流電源的另一端連接，并且漏極或集電極與所述負載的另一端連接；二極管電橋，其對所述交流電源的交流電壓進行整流；以及齊納二極管和電容器的并聯(lián)電路，所述并聯(lián)電路使用所述二極管電橋的輸出，相對于所述二極管電橋的負極側(cè)的輸出端子的電位而生成高電位，或者相對于所述二極管電橋的正極側(cè)的輸出端子的電位而生成低電位，在所述高電位和所述二極管電橋的負極側(cè)的輸出端子的電位之間、或者所述低電位和所述二極管電橋的正極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第1晶體管的控制端子的電位和所述第2晶體管的控制端子的電位。并且，本發(fā)明的相位控制裝置還具備電阻，所述電阻的一端與所述二極管電橋的正極側(cè)的輸出端子連接，所述電阻的另一端連接在所述齊納二極管的陰極和所述電容器的一端上，所述齊納二極管的陽極和所述電容器的另一端連接在所述二極管電橋的負極側(cè)的輸出端子上，所述二極管電橋的一個輸入端子連接在所述交流電源和所述第1晶體管的連接點上，所述二極管電橋的另一個輸入端子連接在所述交流電源和所述第2晶體管的連接點上，在所述電阻和所述并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋的負極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第1晶體管的控制端子的電位和所述第2晶體管的控制端子的電位。并且，本發(fā)明的相位控制裝置還具備開關(guān)元件，所述第1晶體管的控制端子和所述第2晶體管的控制端子分別經(jīng)由柵極電阻與所述開關(guān)元件的一端連接，根據(jù)所述開關(guān)元件的接通/關(guān)斷，在所述電阻和所述并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋的負極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述開關(guān)元件的一端的電位。此外，本發(fā)明的相位控制裝置還具備電阻，所述電阻的一端與所述二極管電橋的負極側(cè)的輸出端子連接，所述電阻的另一端連接在所述齊納二極管的陽極和所述電容器的一端上，所述齊納二極管的陰極和所述電容器的另一端連接在所述二極管電橋的正極側(cè)的輸出端子上，所述二極管電橋的一個輸入端子連接在所述交流電源和所述第1晶體管的連接點上，所述二極管電橋的另一個輸入端子連接在所述交流電源和所述第2晶體管的連接點上，在所述電阻和所述并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋的正極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第1晶體管的控制端子的電位和所述第2晶體管的控制端子的電位。并且，本發(fā)明的相位控制裝置還具備開關(guān)元件，所述第1晶體管的控制端子和所述第2晶體管的控制端子分別經(jīng)由柵極電阻與所述開關(guān)元件的一端連接，根據(jù)所述開關(guān)元件的接通/關(guān)斷，在所述電阻和所述并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋的正極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述開關(guān)元件的一端的電位。本發(fā)明的第2方式的相位控制裝置是對提供給與交流電源連接的負載的電力，使用與所述負載串聯(lián)設(shè)置的開關(guān)單元進行相位控制或逆相位控制的相位控制裝置，其特征在于，包括二極管電橋，其對所述交流電源的交流電壓進行整流；第1齊納二極管和第1電容器的第1并聯(lián)電路，其使用所述二極管電橋的輸出，相對于所述二極管電橋的負極側(cè)的輸出端子的電位而生成高電位；第2齊納二極管和第2電容器的第2并聯(lián)電路，其使用所述二極管電橋的輸出，相對于所述二極管電橋的正極側(cè)的輸出端子的電位而生成低電位，所述開關(guān)單元具備設(shè)置在所述交流電源和所述負載之間的第1晶體管；與所述第1晶體管的極性不同且與所述第1晶體管并聯(lián)配置的第2晶體管；相對于所述第1晶體管沿著順方向串聯(lián)連接的第1 二極管；相對于所述第2晶體管沿著順方向串聯(lián)連接的第2 二極管，所述第1晶體管的源極或發(fā)射極和所述第2晶體管的源極或發(fā)射極被配置在所述交流電源側(cè)， 在所述高電位和所述二極管電橋的負極側(cè)的輸出端子的電位之間切換所述第1晶體管的控制端子的電位，并且在所述低電位和所述二極管電橋的正極側(cè)的輸出端子的電位之間切換所述第2晶體管的控制端子的電位。并且，本發(fā)明的相位控制裝置還具備電阻，所述電阻的一端連接在所述第1齊納二極管的陰極和所述第1電容器的一端上，所述電阻的另一端連接在所述第2齊納二極管的陽極和所述第2電容器的一端上，所述第1齊納二極管的陽極和所述第1電容器的另一端連接在所述二極管電橋的負極側(cè)的輸出端子上，所述第2齊納二極管的陰極和所述第2 電容器的另一端連接在所述二極管電橋的正極側(cè)的輸出端子上，所述二極管電橋的一個輸入端子連接在所述交流電源和所述開關(guān)單元的連接點上，所述二極管電橋的另一個輸入端子連接在所述交流電源和所述負載的連接點上，在所述電阻和所述第1并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋的負極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第1晶體管的控制端子的電位，在所述電阻和所述第2并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋的正極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第2晶體管的控制端子的電位。并且，本發(fā)明的相位控制裝置還具備第1開關(guān)元件和第2開關(guān)元件，所述第1晶體管的控制端子經(jīng)由柵極電阻與所述第1開關(guān)元件的一端連接，根據(jù)所述第1開關(guān)元件的接通/關(guān)斷，在所述電阻和所述第1并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋的負極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第1開關(guān)元件的一端的電位，所述第2晶體管的控制端子經(jīng)由柵極電阻與所述第2開關(guān)元件的一端連接，根據(jù)所述第2開關(guān)元件的接通/關(guān)斷，在所述電阻和所述第2并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋的正極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第2開關(guān)元件的一端的電位。此外，本發(fā)明的相位控制裝置還具備第1電阻和第2電阻，所述第1電阻的一端連接在所述第1齊納二極管的陰極和所述第1電容器的一端上，所述第2電阻的一端連接在所述第2齊納二極管的陽極和所述第2電容器的一端上，所述第2電阻的另一端、所述第1 齊納二極管的陽極和所述第1電容器的另一端連接在所述二極管電橋的負極側(cè)的輸出端子上，所述第1電阻的另一端、所述第2齊納二極管的陰極和所述第2電容器的另一端連接在所述二極管電橋的正極側(cè)的輸出端子上，所述二極管電橋的一個輸入端子連接在所述交流電源和所述開關(guān)單元的連接點上，所述二極管電橋的另一個輸入端子連接在所述交流電源和所述負載的連接點上，在所述第1電阻和所述第1并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋的負極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第1晶體管的控制端子的電位，在所述第2電阻和所述第2并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋的正極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第2晶體管的控制端子的電位。并且，本發(fā)明的相位控制裝置還具備第1開關(guān)元件和第2開關(guān)元件，所述第1晶體管的控制端子經(jīng)由柵極電阻與所述第1開關(guān)元件的一端連接，根據(jù)所述第1開關(guān)元件的接通/關(guān)斷，在所述第1電阻和所述第1并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋的負極側(cè)的輸出端子的電位間，切換所述第1開關(guān)元件的一端的電位，所述第2晶體管的控制端子經(jīng)由柵極電阻與所述第2開關(guān)元件的一端連接，根據(jù)所述第2開關(guān)元件的接通/關(guān)斷，在所述第2電阻和所述第2并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋的正極側(cè)的輸出端子的電位間，切換所述第2開關(guān)元件的一端的電位。在本發(fā)明中，使用上述的電路結(jié)構(gòu)，提供了施加到用于相位控制或逆相位控制的兩個晶體管的控制端子的電位。并且，將這些晶體管配置成兩個晶體管的源極或發(fā)射極的電位與二極管電橋的輸出端子的電位的關(guān)系隨著交流電壓變化。因此，在本發(fā)明中，能夠以節(jié)省空間、廉價且重量輕的方式使用簡單的電路結(jié)構(gòu)來進行全波整流，而且通過使用該電路結(jié)構(gòu)來進行全波整流，能夠向兩個晶體管的控制端子提供這些晶體管的控制中必需的且穩(wěn)定的電壓。該電路結(jié)構(gòu)由于不包括變壓器等電器部件，因此比較省空間，且比較廉價，重量輕，也比較簡單。此外，在作為交流電源例如使用商用交流電源的情況下，能夠生成充分大的電壓， 因此通過本發(fā)明，可以容易進行將大電流的晶體管用作開關(guān)元件的相位控制或逆相位控制。


圖1是表示本發(fā)明的相位控制裝置的第1實施例的電路圖。圖2是表示本發(fā)明的相位控制裝置的第2實施例的電路圖。圖3是表示本發(fā)明的相位控制裝置的第3實施例的電路圖。圖4是表示本發(fā)明的相位控制裝置的第4實施例的電路圖。
具體實施例方式以下，利用

本發(fā)明。圖1是表示本發(fā)明的第1實施例的相位控制裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。相位控制裝置具備將交流電源1作為電源的交流負載2 ；接通或斷開提供給交流負載2的供給電力的開關(guān)單元3 ；按照以規(guī)定的相位角或點火角向交流負載2施加電壓的方式對開關(guān)單元3的動作進行控制的控制單元5 ；從交流電壓生成用在開關(guān)單元3 的控制中的恒定電壓的恒定電壓生成單元7。例如，交流電源1是單相交流的商用交流電源，可以使用50Hz或60Hz的100V的單相交流電源、或50Hz的220V的單相交流電源等。例如，本發(fā)明的相位控制裝置是嵌入到螺栓固定設(shè)備中來使用的，交流負載2是交流電動機，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動插座。插座與螺栓的頭部或螺合于螺栓的螺母裝卸自如地嵌合在一起。對于應(yīng)用本發(fā)明的相位控制裝置的電氣設(shè)備沒有特別的限制，也可以在螺栓固定設(shè)備以外的電氣設(shè)備中應(yīng)用本發(fā)明的相位控制裝置。例如，可以在照明器具中為了進行照明負載的相位控制而使用本發(fā)明的相位控制裝置。開關(guān)單元3包括與交流負載2串聯(lián)連接的兩個N溝道M0SFET31、32。M0SFET31的漏極與交流負載2的一端連接，M0SFET31的源極與交流電源1的一端連接。M0SFET32的漏極與交流負載2的另一端連接，M0SFET32的源極與交流電源1的另一端連接。在M0SFET31 的漏極-源極間，設(shè)有允許電流的逆流的二極管41。在M0SFET32的漏極-源極間，也設(shè)有允許電流的逆流的二極管42。將在后面詳細敘述開關(guān)單元3的動作。
控制單元5包括過零檢測電路51、計時電路52、CPTO3、時鐘M以及觸發(fā)電路55。 在過零檢測電路51的輸出端子間，連接有由第1光電耦合器56的發(fā)光二極管和電阻57構(gòu)成的串聯(lián)電路。第1光電耦合器56的光電晶體管的集電極與未圖示的電源連接，該光電晶體管的發(fā)射極與計時電路52的輸入端子和觸發(fā)電路55的復位端子連接，并且經(jīng)由電阻58 被接地。向過零檢測電路51的輸入端子間施加交流電源1的交流電壓。過零檢測電路51 檢測交流電源1的交流電壓成為零的狀態(tài)，即檢測過零點，生成具有與交流電壓的過零點對應(yīng)的短時間脈沖的信號。信號的脈沖間隔是交流電壓的半周期。將生成的脈沖信號經(jīng)由第1光電耦合器56輸入給計時電路52和觸發(fā)電路55。計時電路52在每次接收從過零檢測電路51輸出的脈沖時開始進行計時。并且， 若計數(shù)了規(guī)定的設(shè)定時間，則向觸發(fā)電路陽的置位端子輸出脈沖。換言之，計時電路52將過零檢測電路51輸出的脈沖信號延遲與該設(shè)定時間對應(yīng)的量后輸出給觸發(fā)電路55。時鐘M生成計時電路52在計時時使用的時鐘信號。CPU53設(shè)定上述的設(shè)定時間， 即脈沖信號的延遲時間，并提供給計時電路52。例如，在本發(fā)明的相位控制裝置被用于螺栓固定設(shè)備中的情況下，CPU53根據(jù)使用者設(shè)定的固定轉(zhuǎn)矩的設(shè)定值決定設(shè)定時間，并提供給計時電路52。過零檢測電路51輸出的脈沖信號被輸入到觸發(fā)電路55的復位端子，并且被延遲設(shè)定時間之后輸入到觸發(fā)電路陽的置位端子。圖1的觸發(fā)電路陽通過脈沖輸入到復位端子而成為復位狀態(tài)，從該脈沖的輸入經(jīng)過設(shè)定時間之后向置位端子輸入脈沖而成為置位狀態(tài)。由此，觸發(fā)電路55生成脈沖間隔為交流的半周期且脈沖寬度為從交流的半周期減去了設(shè)定時間后的時間的脈沖信號。該脈沖信號的各脈沖的脈沖寬度對應(yīng)于相位控制的相位觸發(fā)電路55的輸出端子經(jīng)由第2光電耦合器59的發(fā)光二極管59a和電阻60被接地。第2光電耦合器59的光電晶體管59b的集電極與提供恒定電壓生成單元7生成的恒定電壓的電源線連接。第2光電耦合器59的光電晶體管59b的發(fā)射極經(jīng)由柵極電阻33、 34與M0SFET31、32各自的柵極連接。恒定電壓生成單元7具備對交流電壓進行全波整流的二極管電橋71。二極管電橋 71的一個輸入端子連接在M0SFET31與交流電源1的連接點上，二極管電橋71的另一個輸入端子連接在M0SFET32與交流電源1的連接點上。二極管電橋71的正極側(cè)的輸出端子經(jīng)由電阻72連接在電容器73和齊納二極管74的并聯(lián)電路上。電容器73的一端和齊納二極管74的陰極與電阻72的一端連接。電容器73的另一端和齊納二極管74的陽極與二極管電橋71的負極側(cè)的輸出端子連接?？刂茊卧?的第2光電耦合器59的光電晶體管59b的發(fā)射極也經(jīng)由電阻61與二極管電橋71的負極側(cè)的輸出端子連接。恒定電壓生成單元7的二極管電橋71對交流電源1的交流電壓進行全波整流，電容器73對整流后的直流電壓進行平滑化。通過齊納二極管74賦予被平滑化的直流電壓的上限，從而電容器73和齊納二極管74的并聯(lián)電路與電阻72的連接點的電位(以下稱作“供給電位”)相對于二極管電橋71的負極側(cè)的輸出端子的電位(以下稱作“基準電位”)保持大致一定。相對于二極管電橋71的負極側(cè)的輸出端子的該連接點的電壓成為恒定電壓生成單元7生成的恒定電壓。在從控制單元5的觸發(fā)電路55輸出的脈沖信號為高電平的情況下，通過第2光電耦合器59的發(fā)光二極管59a的光，第2光電耦合器59的光電晶體管59b處于導通狀態(tài)。由此，M0SFET31、32的柵極電位成為供給電位。在從觸發(fā)電路55輸出的脈沖信號為低電平的情況下，第2光電耦合器59的光電晶體管59b處于截止狀態(tài)，M0SFET3U32的柵極電位成為基準電位?？紤]在M0SFET31的源極電位比M0SFET32的源極電位還高的狀態(tài)下，第2光電耦合器59的光電晶體管59b處于導通狀態(tài)，M0SFET3U32的柵極電位成為供給電位的情況。 該情況下，由于M0SFET32的源極電位和基準電位(二極管電橋71的負極側(cè)的輸出端子的電位)大致相同，因此恒定電壓生成單元7的供給電位(該供給電位與基準電位之差)被施加到M0SFET32的柵極，作為M0SFET32的柵極驅(qū)動電壓。之后，M0SFET32處于導通狀態(tài)。 通過M0SFET32處于導通狀態(tài)，無論M0SFET31是處于導通狀態(tài)還是處于截止狀態(tài)，經(jīng)由二極管41、交流負載2、以及M0SFET32的漏極-源極間而流過電流(即，由交流負載2和開關(guān)單元3構(gòu)成的電路處于導通狀態(tài))，向交流負載2提供電力。在可以使用M0SFET31的寄生二極管來代替二極管41的情況下，無需設(shè)置二極管41?？紤]在M0SFET32的源極電位比M0SFET31的源極的電位還高的狀態(tài)下，第2光電耦合器59的光電晶體管59b處于導通狀態(tài)，M0SFET31、32的柵極電位成為供給電位的情況。 該情況下，由于M0SFET31的源極電位和基準電位大致相同，因此恒定電壓生成單元7的供給電位被施加到M0SFET31的柵極，作為M0SFET31的柵極驅(qū)動電壓。之后，M0SFET31處于導通狀態(tài)。通過M0SFET31處于導通狀態(tài)，無論M0SFET32是處于導通狀態(tài)還是處于截止狀態(tài)，都會經(jīng)由二極管42、交流負載2、以及M0SFET31的漏極-源極間而流過電流(即，由交流負載2和開關(guān)單元3構(gòu)成的電路處于導通狀態(tài))，向交流負載2提供電力。在可以使用 M0SFET32的寄生二極管來代替二極管42的情況下，無需設(shè)置二極管42。在M0SFET31的源極電位和M0SFET32的源極電位相等或大致相等的狀態(tài)下，第2 光電耦合器59的光電晶體管59b處于導通狀態(tài)，在M0SFET31、32的柵極電位成為恒定電壓生成單元7的供給電位的情況下，M0SFET31、32都處于導通狀態(tài)。并且，由交流負載2和開關(guān)單元3構(gòu)成的電路處于導通狀態(tài)。隨著之后的交流電壓的變化，即使高電位側(cè)的MOSFET 處于截止狀態(tài)，電流也會流過與該MOSFET并聯(lián)設(shè)置的二極管，低電位側(cè)的MOSFET處于導通狀態(tài)。因此，由交流負載2和開關(guān)單元3構(gòu)成的電路一直是導通狀態(tài)，向交流負載2提供電力?？紤]在M0SFET31的源極電位比M0SFET32的源極電位還高的狀態(tài)下，第2光電耦合器59的光電晶體管59b處于截止狀態(tài)，M0SFET3U32的柵極成為基準電位的情況。此時，由于M0SFET32的源極電壓與基準電位大致相同，因此M0SFET32處于截止狀態(tài)。由于 M0SFET32為截止狀態(tài)，并且與M0SFET32并聯(lián)設(shè)置的二極管42被反向偏置，因此由交流負載 2和開關(guān)單元3構(gòu)成的電路處于斷開狀態(tài)。由于電流不會經(jīng)過交流負載2從M0SFET31側(cè)流向M0SFET32側(cè)，因此不會向交流負載2提供電力?？紤]在M0SFET32的源極電位比M0SFET31的源極電位還高的狀態(tài)下，第2光電耦合器59的光電晶體管59b處于截止狀態(tài)，M0SFET3U32的柵極成為基準電位的情況。此時，由于M0SFET31的源極電位和基準電位大致相同，因此M0SFET31處于截止狀態(tài)。由于 M0SFET31為截止狀態(tài)，并且與M0SFET31并聯(lián)設(shè)置的二極管41被反向偏置，因此由交流負載2和開關(guān)單元3構(gòu)成的電路處于斷開狀態(tài)。由于電流不會經(jīng)過交流負載2從M0SFET32側(cè)流向M0SFET31側(cè)，因此不會向交流負載2提供電力。另外，在M0SFET31的源極電位和 M0SFET32的源極電位相等或大致相等的狀態(tài)下，即使在向M0SFET31、32的柵極施加基準電位的情況下，M0SFET3U32都處于截止狀態(tài)，由交流負載2和開關(guān)單元3構(gòu)成的電路處于斷開狀態(tài)。即使之后交流電壓有變化，由于低電位側(cè)的MOSFET —直是截止狀態(tài)，并且與該 MOSFET并聯(lián)的二極管被反向偏置，因此由交流負載2和開關(guān)單元3構(gòu)成的電路一直是斷開狀態(tài)，不會向交流負載2提供電力。如以上說明，通過控制單元5控制開關(guān)單元3的M0SFET31、32的動作，從而進行交流負載2的相位控制。即，反復進行如下動作根據(jù)交流電壓的過零點停止向交流負載2的電力供給，若停止電力供給之后經(jīng)過與相位角對應(yīng)的時間，則開始向交流負載2的電力供給。例如，在螺栓固定設(shè)備中應(yīng)用本發(fā)明的相位控制裝置的情況下，通過以與使用者設(shè)定的固定轉(zhuǎn)矩的設(shè)定值對應(yīng)的相位角向交流負載2施加交流電壓，從而按照固定轉(zhuǎn)矩成為設(shè)定值的方式，對交流負載2的電力進行相位控制，具體而言是對交流電動機的電力進行相位控制。若進行交流負載2的相位控制，則M0SFET31、32的柵極電阻33、34的電位在恒定電壓生成單元7的供給電位與基準電位之間反復變化。但是，由于柵極電阻33、和M0SFET31 的柵極-源極間寄生電容即柵極電容起到RC延遲電路的作用，所以M0SFET31的柵極的電壓變化變得緩慢。此外，由于柵極電阻34、和M0SFET32的柵極-源極間的寄生電容即柵極電容起到RC延遲電路的作用，所以M0SFET32的柵極的電壓變化變得緩慢。由此，使流過 M0SFET31、32的漏極-源極間的電流的變化變得緩和，能夠抑制伴隨交流負載2的相位控制產(chǎn)生的電磁噪聲。本實施例中，在二極管電橋71的負極側(cè)的輸出端子與M0SFET31的柵極之間連接有電容器43，在二極管電橋71的負極側(cè)的輸出端子與M0SFET32的柵極之間也連接有電容器44。通過電容器43、44，能夠使這些柵極的電位變化變得更加緩慢。在通過柵極電阻33、 34和M0SFET31、32的柵極電容適當?shù)刭x予延遲時間，可充分緩和M0SFET31、32的電流變化的情況下，無需設(shè)置這些電容器43、44。在第1實施例的相位控制裝置中，如以上所述，通過構(gòu)成恒定電壓生成單元7，并且配置構(gòu)成開關(guān)單元3的M0SFET31、32，從而能夠在不包含變壓器等電氣部件的情況下，以節(jié)省空間、廉價且重量輕的方式使用簡單的電路結(jié)構(gòu)對交流電壓進行全波整流，來生成施加到M0SFET31、32的柵極的柵極驅(qū)動電壓。并且，在作為交流電源1而使用一般的商用交流電源的情況下，能夠相對于基準電位，將恒定電壓生成單元7的電源線電位即供給電位提高至驅(qū)動大電流的MOSFET所需的程度(例如+12V)。因此，在第1實施例的相位控制裝置中，作為M0SFET31、32可以使用可控制大電流的MOSFET。在第1實施例的相位控制裝置中，由于對交流電壓進行全波整流，因此與對交流電壓進行半波整流時相比，能夠生成更穩(wěn)定的柵極驅(qū)動電壓。因此，與對交流電壓進行半波整流時相比，通過相位控制而每隔交流的半周期提供給交流負載2的電力更穩(wěn)定。因該電力穩(wěn)定，所以例如在交流負載2為交流電動機的情況下，抑制電動機的不規(guī)整振動，在交流負載2為照明負載的情況下，抑制照明閃爍的情形。由于恒定電壓生成單元7的供給電位穩(wěn)定，因此例如在作為M0SFET31、32的柵極驅(qū)動電壓而要求例如5V的恒定電壓的情況下， 在第1實施例中，也可以將恒定電壓生成單元7的電源線的5V恒定電壓用作控制單元5的CPU53等的電源電壓。圖2是表示本發(fā)明的第2實施例的相位控制裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。與交流負載2 串聯(lián)配置的開關(guān)單元3包括極性不同的一對M0SFET35、36，即，包括N溝道M0SFET35和P溝道M0SFET36。這些M0SFET35、36被并聯(lián)配置，而且開關(guān)單元3包括相對于N溝道M0SFET35 沿著順方向串聯(lián)連接的二極管37、和相對于P溝道M0SFET36沿著順方向串聯(lián)連接的二極管 38。更具體而言，N溝道M0SFET35和漏極和P溝道M0SFET36的漏極連接在與交流電源1相連的交流負載2的一端。N溝道M0SFET35的源極與二極管37的陽極連接，二極管 37的陰極與交流電源1的一端連接。P溝道M0SFET36的源極與二極管38的陰極連接，二極管38的陽極與交流電源1的一端連接。N溝道M0SFET35的漏極-源極間設(shè)有允許電流的逆流的二極管45，在P溝道M0SFET36的漏極-源極間也設(shè)有同樣的二極管46。在可以利用M0SFET35的寄生二極管來代替二極管45的情況下，無需設(shè)置二極管45。對于二極管 46也相同。第2實施例的恒定電壓生成單元7的特征在于，從交流電壓生成用在N溝道 M0SFET35的控制中的恒定電壓和用在P溝道M0SFET36的控制中的恒定電壓。第2實施例的恒定電壓生成單元7所包含的二極管電橋75的一個輸入端子連接在交流電源1和開關(guān)單元3的連接點上。二極管電橋75的另一個輸入端子連接在交流電源1和交流負載2的連接點上。在二極管電橋75的輸出端子之間，經(jīng)由電阻80串聯(lián)連接有并聯(lián)配置了第1齊納二極管76和第1電容器77的第1并聯(lián)電路、并聯(lián)配置了第2齊納二極管78和第2電容器79的第2并聯(lián)電路。第1齊納二極管76的陽極和第1電容器77的一端連接在二極管電橋75的負極側(cè)的輸出端子上。第1齊納二極管76的陰極和第1電容器77的另一端連接在電阻80的一端上。電阻80的另一端連接在第2齊納二極管78的陽極和第2電容器 79的一端上。第2齊納二極管78的陰極和第2電容器79的另一端連接在二極管電橋75 的正極側(cè)的輸出端子上。二極管電橋75對交流電壓進行整流，向二極管電橋75的輸出端子間施加被全波整流的直流電壓。第1齊納二極管76限制施加到第1電容器77的電壓，并且第1電容器77 使電壓平滑化，從而第1并聯(lián)電路與電阻80的連接點的電位(以下稱作“第1供給電位”) 相對于二極管電橋75的負極側(cè)的輸出端子的電壓(以下稱作“第1基準電位”)大致一定。 第2齊納二極管78限制施加到第2電容器79的電壓，并且第2電容器79使電壓平滑化， 從而第2并聯(lián)電路與電阻80的連接點的電位(以下稱作“第2供給電位”)相對于二極管電橋75的正極側(cè)的輸出端子的電位(以下稱作“第2基準電位”)大致一定。第1供給電位比第1基準電位高(例如，相對于第1基準電位設(shè)為+12V)，第2供給電位比第2基準電位低(例如，相對于第2基準電位設(shè)為-12V)。在第2實施例的控制單元5的觸發(fā)電路55的輸出端子上，除了第2光電耦合器59 的發(fā)光二極管59a的陽極外，還連接有第3光電耦合器62的發(fā)光二極管62a的陽極。該發(fā)光二極管62a的陰極經(jīng)由電阻63被接地。對于其他結(jié)構(gòu)而言，由于第2實施例的控制單元 5具有與第1實施例的控制單元5相同的結(jié)構(gòu)，因此省略說明。第2光電耦合器59的光電晶體管59b的集電極連接在第1并聯(lián)電路和電阻80的連接點上。該集電極的電位成為第1供給電位。光電晶體管59b的發(fā)射極經(jīng)由電阻64與二極管電橋75的負極側(cè)的輸出端子連接，同時經(jīng)由柵極電阻39與N溝道M0SFET35的柵極連接。第3光電耦合器62的光電晶體管62b的發(fā)射極連接在第2并聯(lián)電路和電阻80的連接點上。該發(fā)射極的電位成為第2供給電位。光電晶體管62b的集電極經(jīng)由電阻65與二極管電橋75的正極側(cè)的輸出端子連接，同時經(jīng)由柵極電阻40與P溝道M0SFET36的柵極連接。如第1實施例中的說明，若從觸發(fā)電路55輸出的脈沖信號成為高電平，則第2光電耦合器59的光電晶體管59b和第3光電耦合器62的光電晶體管62b都處于導通狀態(tài)， N溝道M0SFET35的柵極成為第1供給電位，P溝道M0SFET36的柵極成為第2供給電位。此外，若從觸發(fā)電路55輸出的脈沖信號成為低電平，則光電晶體管59b、62b處于截止狀態(tài)，N 溝道M0SFET35的柵極成為第1基準電位，P溝道M0SFET36的柵極成為第2基準電位?？紤]在連接交流電源1和開關(guān)單元3的線(以下稱作“上線”)的電位比連接交流電源1和交流負載2的線(以下稱作“下線”)的電位還高的狀態(tài)下，N溝道M0SFET35的柵極成為第1供給電位、P溝道M0SFET36的柵極成為第2供給電位的情況。此時，P溝道 M0SFET36的源極電位與二極管電橋75的正極側(cè)的輸出端子的電位大致相同，即與第2基準電位大致相同。因此，第2供給電位(第2供給電位與第2基準電位之差例如為-12V)起到P 溝道M0SFET36的柵極驅(qū)動電壓的作用，P溝道M0SFET36處于導通狀態(tài)。若P溝道M0SFET36 處于導通狀態(tài)，則與N溝道M0SFET35的狀態(tài)無關(guān)地，經(jīng)過二極管38、P溝道M0SFET36的源極-漏極間以及交流負載2，電流從上線側(cè)流向下線側(cè)(即由交流負載2和開關(guān)單元3構(gòu)成的電路處于導通狀態(tài))。其結(jié)果，向交流負載2提供電力?？紤]在下線電位比上線電位還高的狀態(tài)下，N溝道M0SFET35的柵極成為第1供給電位，P溝道M0SFET36的柵極成為第2供給電位的情況。此時，N溝道M0SFET35的源極電位與二極管電橋75的負極側(cè)的輸出端子的電位大致相同，S卩，與第1基準電位大致相同。因此，第1供給電位(第1供給電位與第1基準電位之差例如是+12V)起到N溝道M0SFET35 的柵極驅(qū)動電壓的作用，N溝道M0SFET35處于導通狀態(tài)。若N溝道M0SFET35處于導通狀態(tài)，則與P溝道M0SFET36的狀態(tài)無關(guān)地，經(jīng)過交流負載2、N溝道M0SFET35的漏極-源極間、以及二極管37，電流從下線側(cè)流向上線側(cè)(即，由交流負載2和開關(guān)單元3構(gòu)成的電路處于導通狀態(tài))。其結(jié)果，向交流負載2提供電力。在上線電位和下線電位相同或大致相同的狀態(tài)下，考慮N溝道M0SFET35的柵極成為第1供給電位、P溝道M0SFET36的柵極成為第2供給電位的情況。此時，兩個M0SFET35、 36都處于導通狀態(tài)，由交流負載2和開關(guān)單元3構(gòu)成的電路處于導通狀態(tài)。之后，即使上線電位相對于下線電位上升，P溝道M0SFET36也仍舊處于導通狀態(tài)，并且即使下線電位相對于上線電位上升，N溝道M0SFET35也仍舊處于導通狀態(tài)。因此，由交流負載2和開關(guān)單元3 構(gòu)成的電路維持導通狀態(tài)?？紤]在上線電位比下線電位還高的狀態(tài)下，N溝道M0SFET35的柵極為第1基準電位、P溝道M0SFET36的柵極為第2基準電位的情況。此時，由于P溝道M0SFET36的源極電位與第2基準電位大致相同，因此P溝道M0SFET36處于截止狀態(tài)。由于設(shè)有二極管37，因此若P溝道M0SFET36處于截止狀態(tài)，則與N溝道M0SFET35是什么狀態(tài)無關(guān)地，由交流負載 2和開關(guān)單元3構(gòu)成的電路處于斷開狀態(tài)，電流不會從上線側(cè)流向下線側(cè)。其結(jié)果，不會向交流負載2提供電力。
考慮在下線電位比上線電位還高的狀態(tài)下，N溝道M0SFET35的柵極為第1基準電位、P溝道M0SFET36的柵極為第2基準電位的情況。此時，由于N溝道M0SFET35的源極電位與第1基準電位大致相同，因此N溝道M0SFET35處于截止狀態(tài)。由于設(shè)有二極管38，因此若N溝道M0SFET35處于截止狀態(tài)，則與P溝道M0SFET36是什么狀態(tài)無關(guān)地，由交流負載 2和開關(guān)單元3構(gòu)成的電路處于斷開狀態(tài)，電流不會從下線側(cè)流向上線側(cè)。其結(jié)果，不會向交流負載2提供電力。另外，在上線電位和下線電位相同或大致相同的狀態(tài)下，即使在N溝道M0SFET35的柵極為第1基準電位、P溝道M0SFET36的柵極為第2基準電位的情況下，兩個M0SFET35、36都處于截止狀態(tài)，由交流負載2和開關(guān)單元3構(gòu)成的電路處于斷開狀態(tài)。之后，即使上線電位相對于下線電位上升，P溝道M0SFET36也仍舊處于截止狀態(tài)，即使下線電位相對于上線電位上升，N溝道M0SFET35也仍舊處于截止狀態(tài)。其結(jié)果，由交流負載2和開關(guān)單元3構(gòu)成的電路一直處于斷開狀態(tài)，不會向交流負載2提供電力。如上所述，控制單元5控制開關(guān)單元3的M0SFET35、36的動作，從而與第1實施例相同，在第2實施例中也進行交流負載2的相位控制。若進行交流負載2的相位控制，則施加到N溝道M0SFET35的柵極電阻39的電壓在恒定電壓生成單元7的第1供給電位和第1 基準電位之間反復變化。但是，由于柵極電阻39和M0SFET35的柵極-源極間的寄生電容即柵極電容起到RC延遲電路的作用，所以M0SFET35的柵極的電壓變化變得緩慢。施加到 M0SFET36的柵極電阻40的電壓在恒定電壓生成單元7的第2供給電位與第2基準電位之間反復變化。但是，由于柵極電阻40和P溝道M0SFET36的柵極-源極間的寄生電容即柵極電容起到RC延遲電路的作用，所以M0SFET36的柵極的電壓變化變得緩慢。由此，使流過 M0SFET35、36的漏極-源極間的電流的變化緩和，抑制伴隨交流負載2的相位控制產(chǎn)生的電磁噪聲。在第2實施例中，在二極管電橋75的負極側(cè)的輸出端子和N溝道M0SFET35的柵極之間連接有電容器47。在二極管電橋75的正極側(cè)的輸出端子和P溝道M0SFET36的柵極之間也連接有電容器48。在通過柵極電阻39、40和M0SFET35、36的柵極電容適當?shù)刭x予延遲時間，可以充分緩和M0SFET35、36的電流變化的情況下，無需設(shè)置這些電容器47、48。如上所述，通過構(gòu)成恒定電壓生成單元7并且配置構(gòu)成開關(guān)單元3的M0SFET35、 36，從而在第2實施例中，也能夠在不包含變壓器等電氣部件的情況下，以廉價、節(jié)省空間且重量輕的方式使用簡單的電路結(jié)構(gòu)對交流電壓進行全波整流，來生成施加到M0SFET35、 36的柵極的柵極驅(qū)動電壓。在作為交流電源1而使用一般的商用交流電源的情況下，相對于基準電位，可以將柵極驅(qū)動電壓提高或降低至驅(qū)動大電流MOSFET所需程度的量(例如， +12V或-12V)。因此，在第2實施例中，作為M0SFET35、36可以使用可控制大電流的M0SFET。 在第2實施例中也對交流電壓進行全波整流，因此與對交流電壓進行半波整流的情況相比，能夠生成更穩(wěn)定的柵極驅(qū)動電壓。在圖1所示的第1實施例中，在開關(guān)單元3中使用了 N溝道M0SFET31、32，但是也可以使用P溝道M0SFET。在圖3所示的本發(fā)明的第3實施例中，開關(guān)單元3包括分別與第1實施例的N溝道M0SFET31、32對應(yīng)的P溝道M0SFET3Γ、32，。在M0SFET31，、32，的漏極-源極間分別設(shè)有允許電流的逆流的二極管41，、42，。在可以利用M0SFET31，的寄生二極管來代替二極管41’的情況下，無需設(shè)置二極管41’。對于二極管42’也是相同的。與第1實施例相同，第3實施例的恒定電壓生成單元7的二極管電橋71’的兩個輸入端子分別連接在M0SFET31，和交流電源1的連接點、M0SFET32，和交流電源1的連接點上。二極管電橋71’的正極側(cè)的輸出端子連接在電容器73’和齊納二極管74’的并聯(lián)電路上。電容器73的一端和齊納二極管74的陰極與二極管電橋71’的正極側(cè)的輸出端子連接。電容器73’的另一端和齊納二極管74’的陽極經(jīng)由電阻72’與二極管電橋71’的負極側(cè)的輸出端子連接。在第3實施例中，電容器73’和齊納二極管74’的并聯(lián)電路與電阻72’的連接點的電位(“供給電位”)相對于二極管電橋71’的正極側(cè)的輸出端子的電位(以下稱作“基準電位”)大致是一定的負值。例如，相對于基準電位，將供給電位設(shè)為-12V?？刂茊卧?的第2光電耦合器59的光電晶體管59b的集電極經(jīng)由電阻61’與二極管電橋71’的正極側(cè)的輸出端子連接。第2光電耦合器59的光電晶體管59b的集電極經(jīng)由柵極電阻33，、34，與M0SFET3Γ、32，的各自柵極連接。在二極管電橋71，的正極側(cè)的輸出端子與M0SFET31，、32，的柵極之間分別連接有電容器43，、44，。如第1實施例中的說明，在利用M0SFET31，、32，的柵極電容就足夠的情況下，無需設(shè)置電容器43，、44，。第2光電耦合器59的光電晶體管59b的發(fā)射極連接在電容器73’和齊納二極管74’的并聯(lián)電路與電阻72’的連接點上。第3實施例的控制單元5具有與第1實施例相同的結(jié)構(gòu)。在從觸發(fā)電路55輸出的脈沖信號為高電平的情況下，第2光電耦合器59的光電晶體管59b處于導通狀態(tài)。由此，M0SFET31’、32’的柵極電位成為供給電位。在從觸發(fā)電路55輸出的脈沖信號為低電平的情況下，第2光電耦合器59的光電晶體管59b處于截止狀態(tài)，M0SFET31，、32，的柵極電位成為基準電位。例如，考慮在M0SFET31，的源極電位比M0SFET32，的源極電位高的狀態(tài)下，第2 光電耦合器59的光電晶體管59b處于導通狀態(tài)，M0SFET31，的柵極電位成為供給電位的情況。此時，由于M0SFET31’的源極電位和基準電位(二極管電橋71’的正極側(cè)的輸出端子的電位)大致相同，因此作為恒定電壓生成單元7的供給電位與基準電位之差的負電壓 (在之前的例子中是-12V)被施加到M0SFET31，的柵極，作為M0SFET31，的柵極驅(qū)動電壓， M0SFET31，處于導通狀態(tài)。由于M0SFET31，處于導通狀態(tài)，所以無論M0SFET32，是處于導通狀態(tài)還是處于截止狀態(tài)，電流流經(jīng)M0SFET31’的源極-漏極間、交流負載2、以及二極管 42’ (即，由交流負載2和開關(guān)單元3構(gòu)成的電路處于接通狀態(tài))，向交流負載2提供電力。 在M0SFET31，的源極電位比M0SFET32，的源極電位高的狀態(tài)下，第2光電耦合器59的光電晶體管59b處于截止狀態(tài)，M0SFET31，的柵極電位成為基準電位，由于M0SFET31，的源極電位和基準電位大致相同，因此M0SFET31，處于截止狀態(tài)。若M0SFET31，處于截止狀態(tài)，則電流也不會流過二極管41’，因此由交流負載2和開關(guān)單元3構(gòu)成的電路處于斷開狀態(tài)，不會向交流負載2提供電力。在M0SFET31，的源極電位和M0SFET32，的源極電位相等或大致相等的狀態(tài)下，第 2光電耦合器59的光電晶體管59b處于導通狀態(tài)，在M0SFET31，、32，的柵極電位成為恒定電壓生成單元7的供給電位的情況下，M0SFET31’、32’都處于導通狀態(tài)，由交流負載2和開關(guān)單元3構(gòu)成的電路處于接通狀態(tài)。即使隨著之后的交流電壓的變動，低電位側(cè)的MOSFET 處于截止狀態(tài)，電流也會流過與該MOSFET并聯(lián)設(shè)置的二極管，高電位側(cè)的MOSFET處于導通狀態(tài)，因此由交流負載2和開關(guān)單元3構(gòu)成的電路一直處于導通狀態(tài)，向交流負載2提供電力。根據(jù)關(guān)于M0SFET31，、32，的動作的上述的說明和關(guān)于第1實施例的M0SFET31、32 的動作的之前的說明可以容易理解到，在第3實施例中，也是控制單元5控制開關(guān)單元3的 M0SFET31，、32，的動作，從而進行交流負載2的相位控制。圖4是表示本發(fā)明的第4實施例的相位控制裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。在第4實施例中，代替第2實施例中的電阻80，設(shè)置了第1電阻81和第2電阻82。第1電阻81的一端連接在第1齊納二極管76的陰極和第1電容器77的一端上。第2電阻82的一端連接在第2齊納二極管78的陽極和第2電容器79的一端上。第2電阻82的另一端與二極管電橋75的負極側(cè)的輸出端子連接。第1電阻81的另一端與二極管電橋75的正極側(cè)的輸出端子連接。除了關(guān)于第1電阻81和第2電阻82的變更點以外，第4實施例的結(jié)構(gòu)與第2實施例相同。從關(guān)于第2實施例的之前的說明可以容易理解到，在第4實施例中，控制單元5 控制開關(guān)單元3的M0SFET35、36的動作，從而進行交流負載2的相位控制。第1至第4實施例的相位控制裝置以正邏輯工作，但是也可以變更為以負邏輯工作。在圖ι所示的第ι實施例變更為以負邏輯工作的情況下，圖1所示的電阻61 (和電容器43、44)移動到第2光電耦合器59的光電晶體管59b的集電極側(cè)，M0SFET31、32的柵極經(jīng)由柵極電阻33、34與光電晶體管59b的集電極連接。即，M0SFET31、32的柵極如圖3的第3 實施例中的M0SFET31，、32，的柵極那樣與光電晶體管59b的集電極連接。并且，第1實施例的控制單元5變更為以負邏輯工作。例如，第1光電耦合器56始終處于導通狀態(tài)，過零檢測電路51在檢測交流電源1的交流電壓的過零點時，使第1光電耦合器56處于短時間截止狀態(tài)。在圖3所示的第3實施例變更為以負邏輯工作的情況下，M0SFET31，、32，的柵極如圖1的第1實施例中的M0SFET31、32的柵極那樣與光電晶體管59b的發(fā)射極連接，并且變更為控制單元5以負邏輯工作。在圖2所示的第2實施例和圖4所示的第4實施例變更為以負邏輯工作的情況下， 電阻64(和電容器47)移動到第2光電耦合器59的光電晶體管59b的集電極側(cè)，M0SFET35 的柵極經(jīng)由柵極電阻39與光電晶體管59b的集電極連接。并且，電阻65 (和電容器48)向第3光電耦合器62的光電晶體管62b的發(fā)射極側(cè)移動，M0SFET36的柵極經(jīng)由柵極電阻40 與光電晶體管62b的發(fā)射極連接。并且，控制單元5變更為以負邏輯工作。在第1至第4實施例的相位控制裝置中，對交流負載2的電力進行相位控制，但是可以容易變更為第1至第4實施例的相位控制裝置進行交流負載2的電力的逆相位控制。 在第1實施例中，在對交流負載2的電力進行逆相位控制的情況下，例如，在觸發(fā)電路55的輸出端子與第2光電耦合器59之間配置逆變器即可(第3實施例也相同)。在第2實施例中，在對交流負載2的電力進行逆相位控制的情況下，例如，在觸發(fā)電路55的輸出端子與第 2光電耦合器59和第3光電耦合器62之間配置逆變器即可(第4實施例也相同)。另外， 也可以不追加逆變器，而是在第1至第4實施例中進行與如上所述的負邏輯對應(yīng)的變更來進行逆相位控制。在第1實施例的開關(guān)單元3中，使用了 N溝道M0SFET31、32，在第3實施例的開關(guān)單元3中使用了 P溝道M0SFET31，、32，，但是也可以使用IGBT或雙極型晶體管等晶體管來代替這些M0SFET。例如，在將第1實施例的M0SFET31、32都替換成IGBT的情況下，這些IGBT的集電極與交流負載2連接，這些IGBT的發(fā)射極與交流電源1連接。在將第1實施例的M0SFET31、32都替換成雙極型晶體管的情況下，這些雙極型晶體管的集電極與交流負載2連接，這些雙極型晶體管的發(fā)射極與交流電源1連接，這些雙極型晶體管的基極經(jīng)由電阻33、34與第2光電耦合器59的光電晶體管59b的發(fā)射極連接。此外，在第2和第4實施例中，在開關(guān)單元3中使用了 N溝道M0SFET35和P溝道M0SFET36，但是也可以使用N溝道 IGBT和P溝道IGBT，或者使用NPN晶體管和PNP晶體管，來代替這些MOSFET。在第1至4實施例中，在控制單元5中使用了第2光電耦合器59以及第3光電耦合器62，在這些光電耦合器59、62的接收側(cè)使用了起到開關(guān)元件的作用的光電晶體管 59b、62b，但是在光電耦合器59、62的接收側(cè)也可以使用光閘流管(photothyristor)或光 MOSFET等開關(guān)元件等。此外，也可以代替第2光電耦合器59或第3光電耦合器62，使用通常的雙極型晶體管或MOSFET等開關(guān)元件，并且也可以通過觸發(fā)電路55的輸出信號直接驅(qū)動該開關(guān)元件。上述實施例的說明用于說明本發(fā)明，并不應(yīng)該理解為限定技術(shù)方案所記載的發(fā)明或者縮小范圍。此外，本發(fā)明的各部分結(jié)構(gòu)并不限于上述實施例，在技術(shù)方案所記載的發(fā)明技術(shù)范圍內(nèi)顯然可以進行各種變形。
權(quán)利要求
1.一種相位控制裝置，對提供給與交流電源(1)連接的負載O)的電力進行相位控制或逆相位控制，該相位控制裝置的特征在于，具備第1晶體管(31、31’)，其源極或發(fā)射極與所述交流電源(1)的一端連接，并且漏極或集電極與所述負載O)的一端連接；第2晶體管(32、32’)，其源極或發(fā)射極與所述交流電源(1)的另一端連接，并且漏極或集電極與所述負載O)的另一端連接；二極管電橋(71、71’)，其對所述交流電源(1)的交流電壓進行整流；以及齊納二極管(74、74’ )和電容器(73、73’ )的并聯(lián)電路；所述并聯(lián)電路使用所述二極管電橋(71、71’ )的輸出，相對于所述二極管電橋(71)的負極側(cè)的輸出端子的電位而生成高電位，或者相對于所述二極管電橋(71’ )的正極側(cè)的輸出端子的電位而生成低電位，在所述高電位和所述二極管電橋(71)的負極側(cè)的輸出端子的電位之間、或者所述低電位和所述二極管電橋(71’)的正極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第1晶體管(31、 31’ )的控制端子的電位和所述第2晶體管(32、32’ )的控制端子的電位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位控制裝置，其特征在于， 所述相位控制裝置還具備電阻(72)，所述電阻(72)的一端與所述二極管電橋(71)的正極側(cè)的輸出端子連接，所述電阻 (72)的另一端連接在所述齊納二極管(74)的陰極和所述電容器(7 的一端上，所述齊納二極管(74)的陽極和所述電容器(7 的另一端連接在所述二極管電橋(71)的負極側(cè)的輸出端子上，所述二極管電橋(71)的一個輸入端子連接在所述交流電源(1)和所述第1晶體管 (31)的連接點上，所述二極管電橋(71)的另一個輸入端子連接在所述交流電源(1)和所述第2晶體管(32)的連接點上，在所述電阻(72)和所述并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋(71)的負極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第1晶體管(31)的控制端子的電位和所述第2晶體管(32) 的控制端子的電位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相位控制裝置，其特征在于， 所述相位控制裝置還具備開關(guān)元件(59b)，所述第1晶體管(31)的控制端子和所述第2晶體管(3 的控制端子分別經(jīng)由柵極電阻(33、34)與所述開關(guān)元件(59b)的一端連接，根據(jù)所述開關(guān)元件(59b)的接通/關(guān)斷，在所述電阻(72)和所述并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋(71)的負極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述開關(guān)元件(59b)的一端的電位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位控制裝置，其特征在于， 所述相位控制裝置還具備電阻(72’)，所述電阻(72’)的一端與所述二極管電橋(71’)的負極側(cè)的輸出端子連接，所述電阻 (72’)的另一端連接在所述齊納二極管(74’)的陽極和所述電容器(73’)的一端上，所述齊納二極管(74)的陰極和所述電容器(73’)的另一端連接在所述二極管電橋(71’)的正極側(cè)的輸出端子上，所述二極管電橋(71’ )的一個輸入端子連接在所述交流電源(1)和所述第1晶體管 (31’ )的連接點上，所述二極管電橋(71’ )的另一個輸入端子連接在所述交流電源(1)和所述第2晶體管(32’ )的連接點上，在所述電阻(72’ )和所述并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋(71’ )的正極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第1晶體管(31’ )的控制端子的電位和所述第2晶體管(32’)的控制端子的電位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的相位控制裝置，其特征在于， 所述相位控制裝置還具備開關(guān)元件(59b)，所述第1晶體管(31’ )的控制端子和所述第2晶體管(32’ )的控制端子分別經(jīng)由柵極電阻(33’、34’ )與所述開關(guān)元件(59b)的一端連接，根據(jù)所述開關(guān)元件(59b)的接通/關(guān)斷，在所述電阻(72’ )和所述并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋(71’ )的正極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述開關(guān)元件 (59b)的一端的電位。
6.一種相位控制裝置，對提供給與交流電源⑴連接的負載(2)的電力，使用與所述負載⑵串聯(lián)設(shè)置的開關(guān)單元⑶進行相位控制或逆相位控制，該相位控制裝置的特征在于， 具備二極管電橋(75)，其對所述交流電源(1)的交流電壓進行整流； 第1齊納二極管(76)和第1電容器(77)的第1并聯(lián)電路，其使用所述二極管電橋(75) 的輸出，相對于所述二極管電橋(7 的負極側(cè)的輸出端子的電位而生成高電位；以及第2齊納二極管(78)和第2電容器(79)的第2并聯(lián)電路，其使用所述二極管電橋(75) 的輸出，相對于所述二極管電橋(7 的正極側(cè)的輸出端子的電位而生成低電位；所述開關(guān)單元C3)具備設(shè)置在所述交流電源(1)和所述負載( 之間的第1晶體管 (35)；與所述第1晶體管(35)的極性不同且與所述第1晶體管(35)并聯(lián)配置的第2晶體管(36)；相對于所述第1晶體管(3 沿著順方向串聯(lián)連接的第1 二極管(37)；以及相對于所述第2晶體管(36)沿著順方向串聯(lián)連接的第2 二極管(38)；所述第1晶體管(3 的源極或發(fā)射極和所述第2晶體管(36)的源極或發(fā)射極被配置在所述交流電源⑴側(cè)，在所述高電位和所述二極管電橋(7 的負極側(cè)的輸出端子的電位之間切換所述第1 晶體管(3 的控制端子的電位，并且在所述低電位和所述二極管電橋(7 的正極側(cè)的輸出端子的電位之間切換所述第2晶體管(36)的控制端子的電位。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的相位控制裝置，其特征在于， 所述相位控制裝置還具備電阻(80)，所述電阻(80)的一端連接在所述第1齊納二極管(76)的陰極和所述第1電容器(77) 的一端上，所述電阻(80)的另一端連接在所述第2齊納二極管(78)的陽極和所述第2電容器(79)的一端上，所述第1齊納二極管(76)的陽極和所述第1電容器(77)的另一端連接在所述二極管電橋(7 的負極側(cè)的輸出端子上，所述第2齊納二極管(78)的陰極和所述第2電容器(79)的另一端連接在所述二極管電橋(7 的正極側(cè)的輸出端子上，所述二極管電橋(7 的一個輸入端子連接在所述交流電源(1)和所述開關(guān)單元(3) 的連接點上，所述二極管電橋(7 的另一個輸入端子連接在所述交流電源(1)和所述負載(2)的連接點上，在所述電阻(80)和所述第1并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋(75)的負極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第1晶體管(35)的控制端子的電位，在所述電阻(80) 和所述第2并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋(7 的正極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第2晶體管(36)的控制端子的電位。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相位控制裝置，其特征在于，所述相位控制裝置還具備第1開關(guān)元件(59b)和第2開關(guān)元件(62b)，所述第1晶體管(3 的控制端子經(jīng)由柵極電阻(39)與所述第1開關(guān)元件(59b)的一端連接，根據(jù)所述第1開關(guān)元件(59b)的接通/關(guān)斷，在所述電阻(80)和所述第1并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋(7 的負極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第1開關(guān)元件(59b)的一端的電位，所述第2晶體管(36)的控制端子經(jīng)由柵極電阻GO)與所述第2開關(guān)元件(62b)的一端連接，根據(jù)所述第2開關(guān)元件(62b)的接通/關(guān)斷，在所述電阻(80)和所述第2并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋(75)的正極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第2開關(guān)元件(62b)的一端的電位。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的相位控制裝置，其特征在于，所述相位控制裝置還具備第1電阻(81)和第2電阻(82)，所述第1電阻(81)的一端連接在所述第1齊納二極管(76)的陰極和所述第1電容器 (77)的一端上，所述第2電阻(8 的一端連接在所述第2齊納二極管(78)的陽極和所述第2電容器(79)的一端上，所述第2電阻(82)的另一端、所述第1齊納二極管(76)的陽極和所述第1電容器(77)的另一端，連接在所述二極管電橋(7 的負極側(cè)的輸出端子上， 所述第1電阻(81)的另一端、所述第2齊納二極管(78)的陰極和所述第2電容器(79)的另一端，連接在所述二極管電橋(7 的正極側(cè)的輸出端子上，所述二極管電橋(7 的一個輸入端子連接在所述交流電源(1)和所述開關(guān)單元(3) 的連接點上，所述二極管電橋(7 的另一個輸入端子連接在所述交流電源(1)和所述負載 (2)的連接點上，在所述第1電阻(81)和所述第1并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋(75)的負極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第1晶體管(3 的控制端子的電位，在所述第2 電阻(82)和所述第2并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋(75)的正極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第2晶體管(36)的控制端子的電位。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的相位控制裝置，其特征在于，所述相位控制裝置還具備第1開關(guān)元件(59b)和第2開關(guān)元件(62b)，所述第1晶體管(3 的控制端子經(jīng)由柵極電阻(39)與所述第1開關(guān)元件(59b)的一端連接，根據(jù)所述第1開關(guān)元件(59b)的接通/關(guān)斷，在所述第1電阻(80)和所述第1并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋(7 的負極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第1 開關(guān)元件(59b)的一端的電位，所述第2晶體管(36)的控制端子經(jīng)由柵極電阻GO)與所述第2開關(guān)元件(62b)的一端連接，根據(jù)所述第2開關(guān)元件(62b)的接通/關(guān)斷，在所述第2電阻(81)和所述第2并聯(lián)電路的連接點的電位與所述二極管電橋(7 的正極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換所述第2 開關(guān)元件(62b)的一端的電位。
全文摘要
本發(fā)明提供一種相位控制裝置，具備第1晶體管，源極或發(fā)射極與交流電源(1)的一端連接，漏極或集電極與負載的一端連接；第2晶體管，源極或發(fā)射極與交流電源的另一端連接，漏極或集電極與負載的另一端連接；二極管電橋(71、71’)，對交流電源的交流電壓進行整流；和齊納二極管與電容器的并聯(lián)電路。并聯(lián)電路相對于二極管電橋(71)的負極側(cè)的輸出端子的電位而生成高電位，或相對于所述二極管電橋(71’)的正極側(cè)的輸出端子的電位而生成低電位。在高電位和所述二極管電橋(71)的負極側(cè)的輸出端子的電位之間、或所述低電位和所述二極管電橋(71’)的正極側(cè)的輸出端子的電位之間，切換第1晶體管的控制端子的電位和第2晶體管的控制端子的電位。
文檔編號H02M1/08GK102324857SQ201110129399
公開日2012年1月18日 申請日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者小畠敬良 申請人:前田金屬工業(yè)株式會社