佐藤信広＊公木日出男＊＊（昭和52年4月27日受理）

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NDC 542．3

サイリスタチョッパ回路のゲート回路

佐藤信広＊公木日出男＊＊

（昭和52年4月27日受理）

Gate Circuit of Thyrister Chopper Circuit

Nobuhiro SATo＊ Hideo KoKI＊＊

（Received April 27， 1977）

サイリスタチョッパ制御用ゲート回路を試作した。本回路の出力周波数は10Hzから1kHzまで使用でき，デューティサイクルは60％まで使用できる。

1 まえがき

近来，サイリスタを使った回路が急速に発展してきた。

サイリスタ回路の発展に伴い，ゲート回路も目的に応じた動作をサイリスタ回路にさせる性能の良いものが必要とな

ってきたこと．ﾍ周知の事実である。しかしながら，種々の

目的のサイリスタ回路があるためゲート回路については一般的なものがいくつか公表されている程度であり，チョッパ用のゲート回路となると公表されているものはさらに少なくなるのは当然である。また，市販されているものについては，種々の要求を満足する各種のゲート回路はある。

しかし，価格の点で到底購入不可能である。したがって，

ゲート回路作成にあたっては公表されているもののなかから要求する性能に準じたものを探し，部品の購入をして製作し，それに工夫をほどこし要求する性能をもつ回路にして使うというのが現実である。

文献（1）では整流という見地から論じたが，．これを昇降圧チョッパ回路と考える見方が残されており，また，文献② では実験の裏付けが残されている。今回，これらの検討を進めるためチョッパ制御用ゲート回路を試作することとしたが，文献②で扱っているチョッパ回路は現在使っているインバータ回路（3）を少し変形しただけのものであるので，

ゲート回路の方も現在イン六一タ用に使っているものを文献②で扱っているチョッパ回路用のゲート回路として使え

るように工夫することとした。

試作したゲート回路の特長としては

（1） ICを使用しているため周波数とデューティ比との安定度がよい。

② ゲート回路の電源とゲート駆動回路の電源とを別電源としているので周波数とデューティ比との安定度がよい。

（3）

（4）

出力トランスを用いてゲート回路とサイリスタ回路とをしゃだんしているので周波数とデューティ比との安定度がよい。

出力周波数に関係があるコンデンサを外部端子に接続できるようにしてあるので広範囲に周波数を変化させることができる。

の4点があげられる。

以下にその要旨を報告する。

2 ゲ一ト回路

今回試作したゲート回路のブロック線図をFig．1に示す。まず，OSC1では出力周波数を決定する。これには周波数の安定度確保のためUJTにパルストランスとトランジスタ1石のバッファアンプを付加してある。

ワンショットマルチバイブレータは入力のパルスによっ

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＊電気工学科

＊＊卒業研究学生（現在松下電器勤務） Fig．1 Block diagram

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津山高専紀要ee 15号（1977）

て出力にパルスを発生するが，このパルスの幅が回路中の CとRとによって可変できる。．これを利用してデ乱一ティ比を可変する。OSC2ではゲートに加わるパルスの変調波を発生する。

ミキサーではワンショットマルチバイブレータの出力と OSC2との出力を合成して駆動回路に出力する。

駆動回路はゲートを駆動するためのもので，OUTPU T1とOUTPUT2には直流的にしゃだんするために出

力トランスを用いてある。

Fig．2に新しく作成したゲート回路を，また， Fig．3にタイミングチャートを示す。

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Fig．2 Circuit

（B）

Fig．3 Timing chart

Fig．2では，まず， UJT（2SH12），パルストランス

（SF2A）とトランジスタTrl（2SC377）がOSC1を構成する。タイミングチャートに示してあるUJTのOUTP．U TはパルストランスからのOUTPUTであり， TrlのO UTPUTはTrlのコレクタ．からのものである。 UJTのエミッタに接続されている可変抵抗（VR）により発振周波数を変化させる。ここでCは周波数を広範囲にとることができるように外部端子に接続できるようにしてある。

一方，・ワンショットマルチバイブレ．一タ部について述べると次のようになる。ζの部分に．はICを用いてある。．タイミングテ予「ト（B），SりわかるiようにQのOUTPUT が出ている場合には再トリ．ガされない。出力パルス幅は Ct，Dt Vccに接続してあるCとRとの値で決定され，出力

パルス幅t一・O．69×C×Rで表わされる。

ミキサー回路にもIC（垂MB400M）を用いた。ま．た，

同じIC内でOSC2も構成している．。これら．のICの使用により周波数とデューティ比との安定度が向上した。

壱MB400Mは4個のNANDゲート用ICでワンショットマルチバイブレータ用IC（SN74121N）と同様に，電源電圧は5vで， OSC1やゲーNer動回路と別電源にしてあることも周波数とデューティ比との安定度の向上に役だっている。

駆動回路はTr2とTr4， Tr3とTrSで個々のゲートを駆動するようにしてある。ゲート相互が直流的に接続しないように出力トランスを用い，さらにダイオードを用いてゲートにはプラズ方向だけのパルスが加わるようにしている。

この試作ゲート回路を，実際に，サイリスタチョッパ回路めサイリスタのゲート〜カソード間に接続して，．デュー

ティ比の変化させうる範囲を調べた結果，デューテイ比は 60％までは可能であることが判明した。なお，サイリスタ

は三菱電機㈱のCR20F−4を用いた。

一46一

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サイリスタチョッパ回路のゲート回路佐藤・公木

Fig．4に使用したICのピン接続図を示す。

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GND

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工短 tロ INt＋．

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骨 L L ^誉 L H

L ^誉 L L ^骨 H

ΩNCAIA2BqGND

_{弧 Hor L}

SN 74121 N

Fig．4 IC pin connection

3 あとがき

当初，サイリスタのゲートへの周波数としてサイリスタ

チョッパ回路に常用される直流から1 kHz程度までの範囲を変化させることができ，さらに，デューティ比も0％近くから90％程度まで変化できるものを試作する予定であった。ゲートへの入力周波数の方はこれに関係のあるコンデンサCを外部端子に接続できるようにしてあるため，この範囲は充分に満足させることができるが，デューティ比の方は60％程度までなので満足のできるものとはいいがたい。しかし，現段階では解析結果の裏付けをとる程度であ

り，デューティ比を連続可変としなければならないという必要性はない。しかし，いずれ必要性がでてくることは必至なので今後さらに検討する必要がある。

謝辞

終わりに，本研究の遂行に便宜いただきました本校山田正保助教授に深く感謝致します。また，日頃より激励いただいている摂南大学小寺正暁副学長，岐阜大学村井由宏教官のみなさまに深く感謝致します。

文献

（1）佐藤信広；津山高専紀要，No．13，（1975），1

（2）佐藤信広；津山高専紀要，Na14，（1976），17

（3）佐藤信広；計測自動制御学会東北支部大会，（昭49）

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佐藤信広＊公木日出男＊＊ （昭和52年4月27日受理）

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