(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-21
(45)【発行日】2023-11-30
(54)【発明の名称】電力調整器及び電力制御方法
(51)【国際特許分類】
H02M 1/08 20060101AFI20231122BHJP
G05F 1/455 20060101ALI20231122BHJP
【ＦＩ】
H02M1/08 321A
G05F1/455 A
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2022560597
(86)(22)【出願日】2020-11-06
(86)【国際出願番号】 JP2020041516
(87)【国際公開番号】W WO2022097267
(87)【国際公開日】2022-05-12
【審査請求日】2022-11-09
(73)【特許権者】
【識別番号】000250317
【氏名又は名称】理化工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088605
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 公延
(74)【代理人】
【識別番号】100101890
【弁理士】
【氏名又は名称】押野 宏
(74)【代理人】
【識別番号】100098268
【弁理士】
【氏名又は名称】永田 豊
(74)【代理人】
【識別番号】100130384
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 孝文
(74)【代理人】
【識別番号】100166420
【弁理士】
【氏名又は名称】福川 晋矢
(74)【代理人】
【識別番号】100150865
【弁理士】
【氏名又は名称】太田 司
(72)【発明者】
【氏名】後藤 茂文
【審査官】高野 誠治
(56)【参考文献】
【文献】特開昭５５－１３５９１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２６２３７８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｍ １／００ － １／４４
Ｇ０５Ｆ １／１２ － ７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
交流電源からの負荷に対する電力供給の制御を位相制御によって行う電力調整器であって、第１の配線と第２の配線を有する電源配線の前記第１の配線の電圧が前記第２の配線の電圧より高い時に流れる電流を正の電流とし、その逆方向の電流を負の電流として、前記正の電流を制御する電流制御素子である正側の電流制御素子と、前記負の電流を制御する電流制御素子である負側の電流制御素子と、を有し、前記交流電源から前記負荷への出力を制御するトリガ回路と、
前記交流電源の極性に関する情報を取得する電源極性取得部と、
前記電源極性取得部によって取得される電源の極性に応じて、前記正側の電流制御素子に対するトリガ信号又は前記負側の電流制御素子に対するトリガ信号を出力するトリガ制御部と、
前記交流電源から前記電源極性取得部への接続ラインと、前記交流電源から前記負荷への電力供給ラインと、の間の電圧差を検出する電圧検出部と、
を備え、
前記電圧検出部の検出結果に応じて、前記正側の電流制御素子に対するトリガ信号と前記負側の電流制御素子に対するトリガ信号を切り替えることを特徴とする電力調整器。
【請求項2】
前記電圧検出部による検出結果が、所定値以上である場合に、前記正側の電流制御素子に対するトリガ信号と前記負側の電流制御素子に対するトリガ信号を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の電力調整器。【請求項3】
前記電圧検出部による検出結果が、所定値以下である場合に、前記正側の電流制御素子に対するトリガ信号と前記負側の電流制御素子に対するトリガ信号を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の電力調整器。【請求項4】
交流電源からの負荷に対する電力供給の制御を位相制御によって行う電力制御方法であって、前記交流電源の極性に関する情報を取得するステップと、
前記交流電源から前記交流電源の極性に関する情報を取得する電源極性取得部への接続ラインと前記交流電源から前記負荷への電力供給ラインとの間の電圧差情報を取得するステップと、
前記取得された電源の極性と電圧差情報と、に基づいて、前記交流電源から前記負荷への出力を制御するトリガ回路に備えられる正側の電流制御素子に対するトリガ信号又は負側の電流制御素子に対するトリガ信号を出力するステップと、
を有することを特徴とする電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、負荷に対する交流電源からの電力供給の制御を位相制御によって行う電力調整器及び電力制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
種々の電気機器・設備（負荷）の利用においては、電源への接続や、他の機器との接続などの配線を要する場合がある。
このような電気機器・設備の接続に関し、電源供給が行われるラインの接続における誤配線が生じた場合に、内部回路を保護するための技術が特許文献１で開示されている。
このような電気機器・設備の接続に関し、電源供給が行われるラインの接続における誤配線が生じた場合に、内部回路を保護するための技術が特許文献１で開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１８－１７０９３８号公報
【文献】https://www.rkcinst.co.jp/downlaods/10478/cthv09/
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１は、発明の対象が直流電源（蓄電池ユニット）との接続部分に関するものであり、このように、接続される電源が直流である場合、配線する際の極性は正しく接続する必要がある。直流電源回路では逆電流が流れることは基本的に想定されていないため、極性を反対に接続すると、回路の破損を招く恐れもある。特許文献１は、極性が反対に接続された場合において、内部回路に逆電流が流れないようにすることで内部回路を保護する技術である。
一方、交流電源の場合には、直流電源の誤配線の場合における“逆電流が流れることによる回路の破損”といったことは基本的に生じない。交流はそもそも正負の電流が流れるものであり、正負の電流が流れる回路として形成されているからである。
しかし、負荷に対する交流電源からの電力供給の制御を位相制御によって行う電力調整器に於いて単方向性サイリスタを逆並列に接続したスイッチング素子を使用する場合、位相制御を行うために電源波形（０Ｖ点と極性）を取得する必要があり、この電源波形（０Ｖ点と極性）を取得するための配線と、負荷への電力供給ラインの配線の関係において、誤配線が生じると、電力調整器が正常に動作しなくなる。
例えば、非特許文献１（一例としての電力調整器のカタログ）の４ページ目の配線の説明において“主回路(2/T1)と電源端子(4番)、主回路(1/L1)と電源端子(5番)の相を、必ず合わせて配線してください。配線を間違えると、正常に動作しません。”と記載されているように、極性を合わせた配線を要するものとなっており、誤配線の場合には、負荷への電力出力が行われないといった不具合が生じる。
一方、交流電源の場合には、直流電源の誤配線の場合における“逆電流が流れることによる回路の破損”といったことは基本的に生じない。交流はそもそも正負の電流が流れるものであり、正負の電流が流れる回路として形成されているからである。
しかし、負荷に対する交流電源からの電力供給の制御を位相制御によって行う電力調整器に於いて単方向性サイリスタを逆並列に接続したスイッチング素子を使用する場合、位相制御を行うために電源波形（０Ｖ点と極性）を取得する必要があり、この電源波形（０Ｖ点と極性）を取得するための配線と、負荷への電力供給ラインの配線の関係において、誤配線が生じると、電力調整器が正常に動作しなくなる。
例えば、非特許文献１（一例としての電力調整器のカタログ）の４ページ目の配線の説明において“主回路(2/T1)と電源端子(4番)、主回路(1/L1)と電源端子(5番)の相を、必ず合わせて配線してください。配線を間違えると、正常に動作しません。”と記載されているように、極性を合わせた配線を要するものとなっており、誤配線の場合には、負荷への電力出力が行われないといった不具合が生じる。
【0005】
本発明は、上記の点に鑑み、負荷に対する交流電源からの電力供給の制御を位相制御によって行う電力調整器であって、電源波形（０Ｖ点と極性）を取得するための配線と、負荷への電力供給ラインの配線の関係において、電源波形（０Ｖ点と極性）を取得するための配線と、負荷への電力供給ラインの配線の関係を気にすることなく接続することが可能な電力調整器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
（構成１）
交流電源からの負荷に対する電力供給の制御を位相制御によって行う電力調整器であって、第１の配線と第２の配線を有する電源配線の前記第１の配線の電圧が前記第２の配線の電圧より高い時に流れる電流を正の電流とし、その逆方向の電流を負の電流として、前記正の電流を制御する電流制御素子である正側の電流制御素子と、前記負の電流を制御する電流制御素子である負側の電流制御素子と、を有し、前記交流電源から前記負荷への出力を制御するトリガ回路と、前記交流電源の極性に関する情報を取得する電源極性取得部と、前記電源極性取得部によって取得される電源の極性に応じて、前記正側の電流制御素子に対するトリガ信号又は前記負側の電流制御素子に対するトリガ信号を出力するトリガ制御部と、前記交流電源から前記電源極性取得部への接続ラインと、前記交流電源から前記負荷への電力供給ラインと、の間の電圧差を検出する電圧検出部と、を備え、前記電圧検出部の検出結果に応じて、前記正側の電流制御素子に対するトリガ信号と前記負側の電流制御素子に対するトリガ信号を切り替えることを特徴とする電力調整器。
交流電源からの負荷に対する電力供給の制御を位相制御によって行う電力調整器であって、第１の配線と第２の配線を有する電源配線の前記第１の配線の電圧が前記第２の配線の電圧より高い時に流れる電流を正の電流とし、その逆方向の電流を負の電流として、前記正の電流を制御する電流制御素子である正側の電流制御素子と、前記負の電流を制御する電流制御素子である負側の電流制御素子と、を有し、前記交流電源から前記負荷への出力を制御するトリガ回路と、前記交流電源の極性に関する情報を取得する電源極性取得部と、前記電源極性取得部によって取得される電源の極性に応じて、前記正側の電流制御素子に対するトリガ信号又は前記負側の電流制御素子に対するトリガ信号を出力するトリガ制御部と、前記交流電源から前記電源極性取得部への接続ラインと、前記交流電源から前記負荷への電力供給ラインと、の間の電圧差を検出する電圧検出部と、を備え、前記電圧検出部の検出結果に応じて、前記正側の電流制御素子に対するトリガ信号と前記負側の電流制御素子に対するトリガ信号を切り替えることを特徴とする電力調整器。
【0007】
（構成２）
前記電圧検出部による検出結果が、所定値以上である場合に、前記正側の電流制御素子に対するトリガ信号と前記負側の電流制御素子に対するトリガ信号を切り替えることを特徴とする構成１に記載の電力調整器。
前記電圧検出部による検出結果が、所定値以上である場合に、前記正側の電流制御素子に対するトリガ信号と前記負側の電流制御素子に対するトリガ信号を切り替えることを特徴とする構成１に記載の電力調整器。
【0008】
（構成３）
前記電圧検出部による検出結果が、所定値以下である場合に、前記正側の電流制御素子に対するトリガ信号と前記負側の電流制御素子に対するトリガ信号を切り替えることを特徴とする構成１に記載の電力調整器。
前記電圧検出部による検出結果が、所定値以下である場合に、前記正側の電流制御素子に対するトリガ信号と前記負側の電流制御素子に対するトリガ信号を切り替えることを特徴とする構成１に記載の電力調整器。
【0009】
（構成４）
交流電源からの負荷に対する電力供給の制御を位相制御によって行う電力制御方法であって、前記交流電源の極性に関する情報を取得するステップと、前記交流電源から前記交流電源の極性に関する情報を取得する電源極性取得部への接続ラインと前記交流電源から前記負荷への電力供給ラインとの間の電圧差情報を取得するステップと、前記取得された電源の極性と電圧差情報と、に基づいて、前記交流電源から前記負荷への出力を制御するトリガ回路に備えられる正側の電流制御素子に対するトリガ信号又は負側の電流制御素子に対するトリガ信号を出力するステップと、を有することを特徴とする電力制御方法。
交流電源からの負荷に対する電力供給の制御を位相制御によって行う電力制御方法であって、前記交流電源の極性に関する情報を取得するステップと、前記交流電源から前記交流電源の極性に関する情報を取得する電源極性取得部への接続ラインと前記交流電源から前記負荷への電力供給ラインとの間の電圧差情報を取得するステップと、前記取得された電源の極性と電圧差情報と、に基づいて、前記交流電源から前記負荷への出力を制御するトリガ回路に備えられる正側の電流制御素子に対するトリガ信号又は負側の電流制御素子に対するトリガ信号を出力するステップと、を有することを特徴とする電力制御方法。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、負荷に対する交流電源からの電力供給の制御を位相制御によって行う電力調整器につき、電源波形（０Ｖ点と極性）を取得するための配線と負荷への電力供給ラインの配線との関係において、極性を気にすることなく接続することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1a】本発明に係る実施形態の電力調整器の構成の概略を示すブロック図
【図1b】実施形態の電力調整器の構成の別の例の概略を示すブロック図
【図2】実施形態の電力調整器の配線に関する説明図
【図3】電源波形と、位相制御のトリガに関する説明図
【図4】電源波形と、位相制御のトリガに関する説明図
【図5】電源波形と、位相制御のトリガに関する説明図
【図6】実施形態の電力調整器の処理概念を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化する際の一形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。
【0013】
図１ａは、実施形態の電力調整器の、本発明に関する部分の構成の概略を示すブロック図である。本実施形態の電力調整器１は、負荷２に対する電力供給の制御を位相制御によって行う電力調整器である。
本実施形態の電力調整器１は、
第１の配線１７ａと第２の配線１７ｂを有する電源配線の第１の配線１７ａの電圧が第２の配線１７ｂの電圧より高い時に流れる電流を正の電流とし、その逆方向の電流を負の電流として、正の電流を制御する電流制御素子である正側の電流制御素子１３ａと、負の電流を制御する電流制御素子である負側の電流制御素子１３ｂと、を有し、交流電源３から負荷２への出力を制御するトリガ回路１３と、
交流電源３の電源波形を取得し、交流電源の極性に関する情報を取得する電源極性取得部としても機能する電源波形取得部１２と、
各種の制御処理を行う制御部（特に図示せず）に制御され、電源波形取得部（電源極性取得部）１２によって取得される電源の極性に応じて、正側の電流制御素子１３ａに対する制御信号（トリガ信号）を出力する単方向性サイリスタ１用制御部１１ａと、負側の電流制御素子１３ｂに対する制御信号（トリガ信号）を出力する単方向性サイリスタ２用制御部１１ｂと、を備えるトリガ制御部と、
交流電源３から電源波形取得部（電源極性取得部）１２への接続ラインと、交流電源３から負荷２への電力供給ラインと、の間の電圧差（本実施形態では入力電源端子１５ｂと主回路接続端子１６ｂの間の電圧差）を検出する電圧検出部１４と、
を備える。
なお、電力調整器１には配線を行うための端子として、交流電源３から負荷への電力供給ラインとしての配線が行われる主回路接続端子１６ａ、１６ｂと、電源波形取得部１２への接続ラインとしての配線が行われる入力電源端子１５ａ、１５ｂを、備えている。
本実施形態の電力調整器１は、
第１の配線１７ａと第２の配線１７ｂを有する電源配線の第１の配線１７ａの電圧が第２の配線１７ｂの電圧より高い時に流れる電流を正の電流とし、その逆方向の電流を負の電流として、正の電流を制御する電流制御素子である正側の電流制御素子１３ａと、負の電流を制御する電流制御素子である負側の電流制御素子１３ｂと、を有し、交流電源３から負荷２への出力を制御するトリガ回路１３と、
交流電源３の電源波形を取得し、交流電源の極性に関する情報を取得する電源極性取得部としても機能する電源波形取得部１２と、
各種の制御処理を行う制御部（特に図示せず）に制御され、電源波形取得部（電源極性取得部）１２によって取得される電源の極性に応じて、正側の電流制御素子１３ａに対する制御信号（トリガ信号）を出力する単方向性サイリスタ１用制御部１１ａと、負側の電流制御素子１３ｂに対する制御信号（トリガ信号）を出力する単方向性サイリスタ２用制御部１１ｂと、を備えるトリガ制御部と、
交流電源３から電源波形取得部（電源極性取得部）１２への接続ラインと、交流電源３から負荷２への電力供給ラインと、の間の電圧差（本実施形態では入力電源端子１５ｂと主回路接続端子１６ｂの間の電圧差）を検出する電圧検出部１４と、
を備える。
なお、電力調整器１には配線を行うための端子として、交流電源３から負荷への電力供給ラインとしての配線が行われる主回路接続端子１６ａ、１６ｂと、電源波形取得部１２への接続ラインとしての配線が行われる入力電源端子１５ａ、１５ｂを、備えている。
【0014】
本実施形態のトリガ回路１３は、正側の電流制御素子１３ａ及び負側の電流制御素子１３ｂとして、単方向性サイリスタが逆並列に接続された構成を有する。
また、本実施形態の電圧検出部１４は、図２に示されるように、抵抗１４１と１４２によって構成される分圧回路によって分圧された電圧を検出するコンパレータ１４３によって構成される。当該構成により、入力電源端子１５ｂと主回路接続端子１６ｂの間に電圧差があるか否かを判別する回路として機能する。
なお、実施形態では、制御部（特に図示せず）、単方向性サイリスタ１用制御部１１ａ、単方向性サイリスタ２用制御部１１ｂや、電源波形取得部１２等を備えるものとして、区別して説明しているが、各機能部がハード的に個別に構成されることに限定するものではない。例えば、マイコンなどの１つのデバイス上で全ての機能がソフトウェア的に実装されるもの等であってもよい。逆に、各機能部の何れか若しくは全てを専用回路等によってハード的に実装するものであってもよい。
また、本実施形態の電圧検出部１４は、図２に示されるように、抵抗１４１と１４２によって構成される分圧回路によって分圧された電圧を検出するコンパレータ１４３によって構成される。当該構成により、入力電源端子１５ｂと主回路接続端子１６ｂの間に電圧差があるか否かを判別する回路として機能する。
なお、実施形態では、制御部（特に図示せず）、単方向性サイリスタ１用制御部１１ａ、単方向性サイリスタ２用制御部１１ｂや、電源波形取得部１２等を備えるものとして、区別して説明しているが、各機能部がハード的に個別に構成されることに限定するものではない。例えば、マイコンなどの１つのデバイス上で全ての機能がソフトウェア的に実装されるもの等であってもよい。逆に、各機能部の何れか若しくは全てを専用回路等によってハード的に実装するものであってもよい。
【0015】
電力調整器１は、外部装置である温度調節器（図示せず）から入力される目標負荷率（０～１００％）に基づいて、負荷２であるヒーターに対する交流電源３からの電力供給の制御を行うものである。即ち、温度調節器においてヒーターの温度と目標温度との偏差に基づくＰＩＤ制御等のフィードバック制御によって目標負荷率が算出され、これが電力調整器１に入力される。電力調整器１の制御部（特に図示せず）では、入力された目標負荷率を用いて目標電力値（若しくは、目標電圧値、目標電流値等）が算出され、この目標電力値（若しくは、目標電圧値、目標電流値等）に基づいて出力電力負荷率が算出される。さらに、出力電力負荷率からトリガ角が算出され、当該トリガ角に基づいて、正側の電流制御素子１３ａと負側の電流制御素子１３ｂのそれぞれに対して、電源波形（交流電源の極性）に応じてトリガ信号が出力されることで、負荷２に対する電力供給の制御が行われるものである。当該位相制御に関する技術は、任意の各技術を利用できるものであるため、ここでのこれ以上の詳しい説明を省略する。
【0016】
図２は、電力調整器１の装置の背面側に備えられる接続端子部と、これに対する交流電源３との接続に関する概略説明図である。
図１ａ及び図２からも理解されるように、電力調整器１では、電源波形（０Ｖ点と極性）を取得するための配線と、負荷２への電力供給ラインの配線とを要する。電源波形（０Ｖ点と極性）を取得するための配線は、入力電源端子１５ａ、１５ｂに対して行われ、電力供給ラインの配線は、主回路接続端子１６ａ、１６ｂに対して行われる。なお、図２において、入力電源端子１５ａ、１５ｂの並びにある他の端子は、外部装置である温度調節器を接続するための端子である。
入力電源端子１５ａ、１５ｂに対する配線と、主回路接続端子１６ａ、１６ｂに対する配線は、従来ではその極性を合わせて接続する必要があった。
図１ａ及び図２からも理解されるように、電力調整器１では、電源波形（０Ｖ点と極性）を取得するための配線と、負荷２への電力供給ラインの配線とを要する。電源波形（０Ｖ点と極性）を取得するための配線は、入力電源端子１５ａ、１５ｂに対して行われ、電力供給ラインの配線は、主回路接続端子１６ａ、１６ｂに対して行われる。なお、図２において、入力電源端子１５ａ、１５ｂの並びにある他の端子は、外部装置である温度調節器を接続するための端子である。
入力電源端子１５ａ、１５ｂに対する配線と、主回路接続端子１６ａ、１６ｂに対する配線は、従来ではその極性を合わせて接続する必要があった。
【0017】
図３、４は、電源波形と、位相制御における正側の電流制御素子と負側の電流制御素子のそれぞれに対するトリガ信号の状態を示す説明図である。図３は、入力電源端子１５ａ、１５ｂに対する配線と、主回路接続端子１６ａ、１６ｂに対する配線において、極性が合っている状態の説明図であり、図４は極性が合っていない状態の説明図である。
即ち、図３は、電力供給ラインの電源波形の位相と、電源波形取得部１２によって検出される電源波形の位相が合っている状態であり、図４は、電力供給ラインの電源波形の位相に対して、電源波形取得部１２によって検出される電源波形の位相が合わない（極性が反転している）状態である。
入力電源端子１５ａ、１５ｂに対する配線によって、電源波形取得部１２で取得される電源波形が、図中の最上部の“電源測定波形”であり、主回路接続端子１６ａ、１６ｂに対する配線によって実際に負荷に出力される電源波形が、図中２段目の“電源出力波形”である。図中の３段目と４段目は、各サイリスタ（正側の電流制御素子と負側の電流制御素子）に対するトリガ信号の例を示している。
即ち、図３は、電力供給ラインの電源波形の位相と、電源波形取得部１２によって検出される電源波形の位相が合っている状態であり、図４は、電力供給ラインの電源波形の位相に対して、電源波形取得部１２によって検出される電源波形の位相が合わない（極性が反転している）状態である。
入力電源端子１５ａ、１５ｂに対する配線によって、電源波形取得部１２で取得される電源波形が、図中の最上部の“電源測定波形”であり、主回路接続端子１６ａ、１６ｂに対する配線によって実際に負荷に出力される電源波形が、図中２段目の“電源出力波形”である。図中の３段目と４段目は、各サイリスタ（正側の電流制御素子と負側の電流制御素子）に対するトリガ信号の例を示している。
【0018】
極性が合っている場合、図３に示されるように、“電源出力波形”と“電源測定波形”の位相が合っているため、正側のサイリスタに対するトリガ（サイリスタをオンにするゲート信号）、負側のサイリスタに対するトリガが適正に出力され、適正な出力が行われる。即ち、電源出力波形の極性が正である際に正側のサイリスタにトリガが入力され、電源出力波形の極性が負である際に負側のサイリスタにトリガが入力されることで、トリガ角に応じた出力がなされる。
一方、誤配線によって、極性が合っていない場合、図４に示されるように、“電源出力波形”と“電源測定波形”の極性が反転してしまうため、電源極性（電流方向）とは逆極性の単方向サイリスタ用制御部を動作させてしまい、電源極性（電流方向）に対応した単方向サイリスタを制御することができない。その結果、電源供給ラインに正の電圧がかかる際に負側のサイリスタがオンされるため、電流が流れず、同様に、電源供給ラインに負の電圧がかかる際に正側のサイリスタがオンされるため、電流が流れない。よって、負荷への電力出力が行われない結果となる。
一方、誤配線によって、極性が合っていない場合、図４に示されるように、“電源出力波形”と“電源測定波形”の極性が反転してしまうため、電源極性（電流方向）とは逆極性の単方向サイリスタ用制御部を動作させてしまい、電源極性（電流方向）に対応した単方向サイリスタを制御することができない。その結果、電源供給ラインに正の電圧がかかる際に負側のサイリスタがオンされるため、電流が流れず、同様に、電源供給ラインに負の電圧がかかる際に正側のサイリスタがオンされるため、電流が流れない。よって、負荷への電力出力が行われない結果となる。
【0019】
このような問題に対し、本実施形態の電力調整器１は、入力電源端子１５ａ、１５ｂに対する配線と、主回路接続端子１６ａ、１６ｂに対する配線において、極性が合った配線となっているか否かを判別し、極性が合っていないと判断された場合には、正側のサイリスタに対するトリガと負側のサイリスタに対するトリガを切り替える（電源極性（電流方向）に対応した単方向サイリスタ用制御部に切り替える）ことによって、正常な出力が得られるようにするものである。
“極性が合った配線となっているか否か”の判別は、交流電源３から電源波形取得部（電源極性取得部）１２への接続ラインと、交流電源３から負荷２への電力供給ラインと、の間の電圧差（本実施形態では、入力電源端子１５ｂと主回路接続端子１６ｂの間の電圧差）に基づいて行われる。
図１ａは、正しい配線がされている状態であり、この状態においては、入力電源端子１５ｂと主回路接続端子１６ｂの間の電圧差は基本的にゼロとなる（同じラインに接続されるため）。
一方、図１ａに点線で示したように、入力電源端子１５ａ、１５ｂに対する交流電源３の接続を反対にしてしまうと、入力電源端子１５ｂと主回路接続端子１６ｂの間には、交流電源３の電源電圧と同様の電圧差が生じることになる。
電力調整器１では、電圧検出部１４によって、上記の電圧差の有無を判別し、電圧差があった場合に、正側のサイリスタに対するトリガと負側のサイリスタに対するトリガを切り替えることで正常な出力が得られるようにするものである。即ち、“電圧検出部の検出結果に応じて、正側の電流制御素子に対するトリガ信号と負側の電流制御素子に対するトリガ信号を切り替えるもの”であり、換言すれば、“取得された電源の極性と電圧差情報とに基づいて、交流電源から負荷への出力を制御するトリガ回路に備えられる正側の電流制御素子に対するトリガ信号又は負側の電流制御素子に対するトリガ信号を出力する”ものである。
図５は、図３，４と同様の図であり、本実施形態の電力調整器１の動作を説明する概略図である。
図５に示されるように、入力電源端子１５ａ、１５ｂに対する配線と、主回路接続端子１６ａ、１６ｂに対する配線の極性が合っていない場合に、正側のサイリスタに対するトリガと負側のサイリスタに対するトリガを切り替えることにより、適切なタイミングで両サイリスタがトリガされ、負荷への電力出力が正常に行われる。
“極性が合った配線となっているか否か”の判別は、交流電源３から電源波形取得部（電源極性取得部）１２への接続ラインと、交流電源３から負荷２への電力供給ラインと、の間の電圧差（本実施形態では、入力電源端子１５ｂと主回路接続端子１６ｂの間の電圧差）に基づいて行われる。
図１ａは、正しい配線がされている状態であり、この状態においては、入力電源端子１５ｂと主回路接続端子１６ｂの間の電圧差は基本的にゼロとなる（同じラインに接続されるため）。
一方、図１ａに点線で示したように、入力電源端子１５ａ、１５ｂに対する交流電源３の接続を反対にしてしまうと、入力電源端子１５ｂと主回路接続端子１６ｂの間には、交流電源３の電源電圧と同様の電圧差が生じることになる。
電力調整器１では、電圧検出部１４によって、上記の電圧差の有無を判別し、電圧差があった場合に、正側のサイリスタに対するトリガと負側のサイリスタに対するトリガを切り替えることで正常な出力が得られるようにするものである。即ち、“電圧検出部の検出結果に応じて、正側の電流制御素子に対するトリガ信号と負側の電流制御素子に対するトリガ信号を切り替えるもの”であり、換言すれば、“取得された電源の極性と電圧差情報とに基づいて、交流電源から負荷への出力を制御するトリガ回路に備えられる正側の電流制御素子に対するトリガ信号又は負側の電流制御素子に対するトリガ信号を出力する”ものである。
図５は、図３，４と同様の図であり、本実施形態の電力調整器１の動作を説明する概略図である。
図５に示されるように、入力電源端子１５ａ、１５ｂに対する配線と、主回路接続端子１６ａ、１６ｂに対する配線の極性が合っていない場合に、正側のサイリスタに対するトリガと負側のサイリスタに対するトリガを切り替えることにより、適切なタイミングで両サイリスタがトリガされ、負荷への電力出力が正常に行われる。
【0020】
図６は、電力調整器１の本発明に関する処理概念を示すフローチャートである。
単方向性サイリスタ１用制御部１１ａ及び単方向性サイリスタ２用制御部１１ｂと電圧検出部１４によって、入力電源端子１５ｂと主回路接続端子１６ｂの間の電圧差の有無を判別する（ステップ６０１）。
電圧差が無いと判断された場合には、電源波形取得部１２によって検出される電源波形の極性の通りにサイリスタをトリガする（ステップ６０１：Ｎｏ→ステップ６０２）。即ち、電源波形取得部１２によって検出される電源波形の極性が正の場合には、正側の電流制御素子１３ａに対してトリガ角に応じたトリガを入力し、電源波形取得部１２によって検出される電源波形の極性が負の場合には、負側の電流制御素子１３ｂに対してトリガ角に応じたトリガを入力する。
単方向性サイリスタ１用制御部１１ａ及び単方向性サイリスタ２用制御部１１ｂと電圧検出部１４によって、入力電源端子１５ｂと主回路接続端子１６ｂの間の電圧差の有無を判別する（ステップ６０１）。
電圧差が無いと判断された場合には、電源波形取得部１２によって検出される電源波形の極性の通りにサイリスタをトリガする（ステップ６０１：Ｎｏ→ステップ６０２）。即ち、電源波形取得部１２によって検出される電源波形の極性が正の場合には、正側の電流制御素子１３ａに対してトリガ角に応じたトリガを入力し、電源波形取得部１２によって検出される電源波形の極性が負の場合には、負側の電流制御素子１３ｂに対してトリガ角に応じたトリガを入力する。
【0021】
一方、入力電源端子１５ｂと主回路接続端子１６ｂの間の電圧差があると判断された場合には、電源波形取得部１２によって検出される電源波形の極性に対応したサイリスタをトリガする（ステップ６０１：Ｙｅｓ→ステップ６０３）。即ち、電源波形取得部１２によって検出される電源波形の極性が正の場合には、負側の電流制御素子１３ｂに対してトリガ角に応じたトリガを入力し、電源波形取得部１２によって検出される電源波形の極性が負の場合には、正側の電流制御素子１３ａに対してトリガ角に応じたトリガを入力する。
【0022】
以上のごとく、本実施形態の電力調整器１によれば、交流電源３から電源波形取得部（電源極性取得部）１２への接続ラインと、交流電源３から負荷２への電力供給ラインと、の間の電圧差に基づいて、正側のサイリスタに対するトリガと負側のサイリスタに対するトリガを切り替えることによって、正常な出力が得られるようにしている。
これにより、仮に誤配線がなされたとしても、装置の側で自動的に適正な出力がなされるように処理されるため、再配線をする必要が無い。換言すれば、配線において極性を気にする必要がない電力調整器を提供することができる（“極性を逆に接続した誤配線”という概念を無くすことができる）。
これにより、仮に誤配線がなされたとしても、装置の側で自動的に適正な出力がなされるように処理されるため、再配線をする必要が無い。換言すれば、配線において極性を気にする必要がない電力調整器を提供することができる（“極性を逆に接続した誤配線”という概念を無くすことができる）。
【0023】
実施形態では、入力電源端子１５ｂと主回路接続端子１６ｂの間の電圧差がある場合（電圧検出部による検出結果が、所定値以上である場合）に、正側の電流制御素子に対するトリガ信号と負側の電流制御素子に対するトリガ信号を切り替えるものを例としているが、本発明をこれに限るものでない。例えば、図１ｂに示したように、入力電源端子１５ａと主回路接続端子１６ｂの間の電圧差を監視し、電圧差が無い場合（電圧検出部による検出結果が、所定値以下である場合）に、正側の電流制御素子に対するトリガ信号と負側の電流制御素子に対するトリガ信号を切り替えるようにしてもよい。何れの端子間の電圧差を測定するか、及び、電圧差の有無に応じて正側の電流制御素子に対するトリガ信号と負側の電流制御素子に対するトリガ信号を切り替えるか否かは、対象の装置の構成に応じて適宜選択されるものである。
実施形態では、第１の配線１７ａの電圧が第２の配線１７ｂの電圧より高い時に流れる電流を正の電流とし、その逆方向の電流を負の電流としているが、これは説明の便宜のためであり、何れの側を正とするか負とするかは、任意のものであってよい。
実施形態では、第１の配線１７ａの電圧が第２の配線１７ｂの電圧より高い時に流れる電流を正の電流とし、その逆方向の電流を負の電流としているが、これは説明の便宜のためであり、何れの側を正とするか負とするかは、任意のものであってよい。
【0024】
なお、交流電源３から電源波形取得部（電源極性取得部）１２への接続ラインと、交流電源３から負荷２への電力供給ラインと、の間に電圧差があるか否かの判断においては、過敏な反応とならないように、電圧差が所定値以上である場合に“電圧差がある”と判断する（又は、電圧差が所定値以下である場合に“電圧差がない”と判断する）ようにしてもよい。
この際に、判断基準が、“以下”であるか“未満”であるかや、“以上”であるか“超える”であるか等の違いは、発明の概念に影響しない。
この際に、判断基準が、“以下”であるか“未満”であるかや、“以上”であるか“超える”であるか等の違いは、発明の概念に影響しない。
【0025】
実施形態では、電力調整器として、負荷がヒーターで、外部装置である温度調節器から入力される目標負荷率に基づいて、ヒーターに対する電力供給の制御を行うものを例としたが、本発明をこれに限るものではなく、任意の負荷に対して電力供給を行う電力調整器に適用することができる。
【符号の説明】
【0026】
１．．．電力調整器
１１ａ．．．単方向性サイリスタ１用制御部（トリガ制御部）
１１ｂ．．．単方向性サイリスタ２用制御部（トリガ制御部）
１２．．．電源波形取得部（電源極性取得部）
１３．．．トリガ回路
１３ａ．．．正側の電流制御素子
１３ｂ．．．負側の電流制御素子
１４．．．電圧検出部
２．．．負荷
３．．．交流電源
１１ａ．．．単方向性サイリスタ１用制御部（トリガ制御部）
１１ｂ．．．単方向性サイリスタ２用制御部（トリガ制御部）
１２．．．電源波形取得部（電源極性取得部）
１３．．．トリガ回路
１３ａ．．．正側の電流制御素子
１３ｂ．．．負側の電流制御素子
１４．．．電圧検出部
２．．．負荷
３．．．交流電源
【図1a】
【図1b】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】