JP2019164935A - Ｌｅｄ照明調光補助装置及びｌｅｄ照明調光システム - Google Patents

Abstract

【課題】既存のＬＥＤ照明調光システムに付加するだけで、ＬＥＤ照明具の点滅、明滅、調光不能、相性問題といった各種課題の解消を図ることを目的とする。【解決手段】本発明に係るＬＥＤ照明調光補助装置は、ＬＥＤ照明具の光量を調整可能な調光装置を備えたＬＥＤ照明調光システムに接続して使用されるＬＥＤ照明調光補助装置であって、調光装置は、トライアック素子を使用してＬＥＤ照明具の光量を調整し、ＬＥＤ照明調光補助装置は、入力側が商用電源と調光装置に接続され、出力側がＬＥＤ照明具に接続され、調光装置の電圧の絶対値が所定値に降下した場合、ＬＥＤ照明具への給電を停止する電圧制御型スイッチ手段を有し、ＬＥＤ照明調光補助装置を入力側からみたときのインピーダンスは、抵抗成分で形成されていることを特徴とする。【選択図】図７

Description

本発明は、ＬＥＤ照明具の照明強度（光量）を調整可能なＬＥＤ調光システムで使用されるＬＥＤ照明調光補助装置、並びに、ＬＥＤ照明調光補助装置を備えたＬＥＤ調光システムに関する。

現在、ＬＥＤ電球等、ＬＥＤ照明具は、低消費電力で長寿命などの利点からフィラメント型電球等、従来の照明素子に代わる照明として急速に普及している。ところで、各種照明装置では、各種状況に合わせて照明強度（光量）を調整することが行われている。従来のフィラメント型電球は位相制御方式による調光が比較的容易に行えるため、照明による空間演出や店舗におけるデイスプレイ、室内照明等に多く使用されている。

ＬＥＤ照明具に対する調光手段としては、トライアック素子を使用した位相制御方式が、一般的に普及し多く使用されている。ＬＥＤ照明具に使用されるＬＥＤ照明素子は、１素子に印加される電圧が低く、複数の素子を使用しても、商用電源である交流１００Ｖよりも低い電圧である。したがって、多くのＬＥＤ照明具は商用電源の交流１００Ｖから直流数Ｖにコンバートする降圧回路、ＬＥＤを安定的に点灯させるための定電圧回路や定電流回路、保護回路等を内蔵している。

このようにＬＥＤ照明具には各種電子回路が内蔵されているため、従来の調光装置ではフィラメント型電球のような調光を行うことはできない。このような欠点を解決するため、各種調光対応型ＬＥＤ照明具が開発されている。

調光対応型ＬＥＤ照明具は、低消費電力であるが故の欠点に対して提案されたものが多い。しかしながら、このような調光対応型ＬＥＤ照明具は、調光を行う際、点滅あるいは明滅するなど、安定した調光制御を行うことができない、あるいは、既存の調光装置を使用する場合、ＬＥＤ照明具と調光装置の間で相性問題が発生することが知られている。

特許文献１には、電子トランスやＬＥＤ等、容量性負荷時を使用した際の調光装置における調光不具合を課題とした調光装置が開示されている。この特許文献１に開示される調光装置は、
交流電源からの入力電圧がゼロクロス付近の所定範囲であればゼロクロス信号を出力するゼロクロス検出手段と、
ゼロクロス検出手段から出力されるゼロクロス信号の信号幅をカウントし、カウント値が所定の基準値以上であればゼロクロス信号を交流電源波形のゼロクロスとして確定させるゼロクロス確定手段と、
ゼロクロス確定手段により確定したゼロクロス信号に同期して設定されたオン期間中は双方向スイッチング素子を駆動させる駆動電圧を与え続けるＤＣトリガ方式の位相制御を行う調光制御手段とを備え、
調光制御手段は、ゼロクロス確定手段により確定したゼロクロス信号から推定される次のゼロクロスよりも前に駆動電圧をオフにし、
ゼロクロス確定手段は、ゼロクロス信号を確定させてから、調光制御手段が駆動電圧をオフにするまでの間にゼロクロス検出手段から出力されるゼロクロス信号を無効にすることを特徴としたものである。

特許第５６６２７０８号公報

特許文献１に記載の調光装置は、ゼロクロス確定手段、調光制御手段といった各種手段を調光装置内のマイコンで構成する必要がある。そのため、調光時における点滅、明滅、調光不能、あるいは、ＬＥＤ照明具との間の相性問題を解決するには、調光装置自体を交換する必要がある。したがって、大幅な施工が必要になるとともに、費用も高額となることが予想される。

本発明はこのような状況を鑑みたものであって、既存のシステムにＬＥＤ照明調光補助装置を取り付ける簡単な施工によって、従来のＬＥＤ照明調光システムにおける課題解決を図り、適切な調光を可能とすることを目的としている。

そのため、本発明に係るＬＥＤ照明調光補助装置は、
ＬＥＤ照明具の光量を調整可能な調光装置を備えたＬＥＤ照明調光システムに接続して使用されるＬＥＤ照明調光補助装置であって、
調光装置は、トライアック素子を使用してＬＥＤ照明具の光量を調整し、
ＬＥＤ照明調光補助装置は、入力側が商用電源と調光装置に接続され、出力側がＬＥＤ照明具に接続され、
調光装置の電圧の絶対値が所定値に降下した場合、ＬＥＤ照明具への給電を停止する電圧制御型スイッチ手段を有し、
ＬＥＤ照明調光補助装置を入力側からみたときのインピーダンスは、抵抗成分で形成されていることを特徴とする。

さらに本発明に係るＬＥＤ照明調光補助装置において、
電圧制御型スイッチ手段は、フォトカプラであって、
ＬＥＤ照明調光補助装置は、
フォトカプラ前段に設けられた第１整流器と、
フォトカプラ後段に設けられた第２整流器と、を備えたことを特徴とする。

さらに本発明に係るＬＥＤ照明調光補助装置において、
ＬＥＤ照明調光補助装置の抵抗成分は、定電流回路で形成されていることを特徴とする。

さらに本発明に係るＬＥＤ照明調光補助装置において、
複数のＬＥＤ照明具を備えたＬＥＤ照明調光システムに接続して使用されることを特徴とする。

また本発明に係るＬＥＤ照明調光システムは、
トライアック素子を使用してＬＥＤ照明具の光量を調整する調光装置と、
入力側が商用電源と調光装置に接続され、出力側がＬＥＤ照明具に接続されたＬＥＤ照明調光補助装置を備え、
ＬＥＤ照明調光補助装置は、
調光装置の電圧の絶対値が所定値に降下した場合、ＬＥＤ照明具への給電を停止する電圧制御型スイッチ手段を有するＬＥＤ照明調光補助装置を備え、
ＬＥＤ照明調光補助装置を入力側からみたときのインピーダンスは、抵抗成分で形成されていることを特徴とする。

本発明に係るＬＥＤ照明調光補助装置、並びに、ＬＥＤ照明調光システムによれば、既存のＬＥＤ調光照明システムに、ＬＥＤ照明調光補助装置を付加することで、従来、課題とされていた調光時における、点滅、明滅、調光不能、あるいは、ＬＥＤ照明具との間の相性問題を解消することが可能となる。その際、ＬＥＤ照明調光補助装置を入力側、すなわち、調光装置側からみたときのインピーダンスは抵抗成分で形成されているため、ＬＥＤ照明調光補助装置機能させるとともに、ＬＥＤ昭明町甲補助装置を付加することで生じる位相ずれを抑え、調光装置による調光を適切に行うことを可能としている。また、既存のＬＥＤ調光照明システムの調光装置を取り換える必要も無いため、費用も抑えた課題解決を提供することが可能となる。

従来のＬＥＤ照明調光システムを示す図 従来のＬＥＤ照明調光システムの詳細を示す図 トライアック素子を使用した調光を説明するための図 ＬＥＤ照明具を使用した際の位相変化を説明するための図 トライアック素子を使用した調光における問題点を説明するための図 本実施形態のＬＥＤ照明調光システムを示す図 本実施形態の補助装置の構成を示すブロック図 本実施形態のＬＥＤ照明調光システムの調光を説明するための図

図１は、従来のＬＥＤ照明調光システムを示す図である。ＬＥＤ照明調光システムは、スイッチ機能、及び、調光機能を有して構成されているコントローラー２、ＬＥＤ照明具としてのＬＥＤ電球３２を接続するための電球ソケット３１を備えて構成されている。電球ソケット３１の一方の電極は、商用電源１の一方の電極に接続されている。また、電球ソケット３１の他方の電極は、コントローラー２を挟んで商用電源１の他方の電極に接続されている。

コントローラー２は、ＬＥＤ電球３２をオン、オフするためのスイッチ２１ｂと、ＬＥＤ電球３２の光量を調整するための調光ダイヤル２１ａを備えている。これらスイッチ２１ｂ、調光ダイヤル２１ａを操作することで、ＬＥＤ電球３２の点灯状態の切り替え、及び、点灯時の光量を調整することが可能となっている。

コントローラー２は、ＬＥＤ電球３２の光量を調整するため、調光装置を含んで構成されている。この調光装置は、トライアック素子によってＬＥＤ電球３２の光量調整を行う。

図２は、従来のＬＥＤ照明調光システムの詳細を示す図であって、主に、一般的に使用されているコントローラー２内部の構成を説明するための図である。コントローラー２には、点灯、消灯を切り替えるためのスイッチ２１ｂ、ＬＥＤ電球３２の光量を調整するための調光装置２２が含まれている。

調光装置２２は、トライアック素子２２１、トリガーダイオード２２２、可変抵抗２２３、コンデンサ２２４が含まれている。調光ダイヤル２１ａを操作することで可変抵抗２２３の抵抗値が変更される。スイッチ２１ｂがオンの状態になると、商用電源１により、コンデンサ２２４への電荷蓄積が開始される。コンデンサ２２４に蓄積される電荷によって、トリガーダイオード２２２にかかる電圧値が、トリガーダイオード２２２の閾値ＶＢＯを超えると、トライアック素子２２１のゲートＧに、ＬＥＤ電球３２を点灯させるゲート信号を与える。

トライアック素子２２１は、そのゲートＧにゲート信号（電流）を加えると電極間を電気的に導通させる（ターンオンと称する）素子である。そして、一旦導通したトライアック素子は電極間を流れる電流が存在する限り、ゲート信号の有無にかかわらず導通し続ける。電極間を流れる電流を“０”になると非導通状態へと移行する、これをターンオフと称する。位相制御に適しているのは、交流電源では定められた一定の周波数で電極間に印加される電圧の極性が変わるゼロクロス点で電流が“０”になる時が必ず存在する、即ち、交流電源では定められた時間（半サイクル毎）に必ずターンオフさせる機会があるためである。従って、ゲート信号のタイミングのみで、導通させる電流量をコントロールすることができる。

可変抵抗２２３の抵抗値が小さい場合、コンデンサ２２４には急速に電荷が蓄えられ、コンデンサ２２４の閾値ＶＢＯに達する時間も短くなり、早い時期にトライアック素子２２１がオン状態となる。一方、可変抵抗２２３の抵抗値が大きい場合、コンデンサ２２４の閾値ＶＢＯに達する時間も長くなり、遅い時期にトライアック素子２２１がオン状態となる。オン状態、すなわち、ＬＥＤ電球３２を点灯させた状態となっているトライアック素子２２１は、理想的には、商用電源１がゼロクロスすることでオフ状態となる。

図３は、トライアック素子を使用した調光を説明するための図であって、調光装置２２によって調整され、ＬＥＤ電球３２に印加される電流波形を示した図である。図３（Ａ）は、時間Ｔ１でターンオンした場合、次のゼロクロス点である時間Ｔoffでターンオフすることになり、時間Ｔ１〜時間Ｔoffまでの期間が導通期間となる。図３（Ｂ）に示すように、ターンオンとなる位相を変化させ、時間Ｔ２でターンオンした場合、図３（Ａ）のように時間Ｔ１でターンオンさせる場合と比較して導通時間は短くなる。時間Ｔ１、時間Ｔ２、どちらの場合も斜線で示す期間の面積が負荷に（ＬＥＤ電球３２）に与えられる電力と考えることができる。したがって、ターンオンの時間を制御（位相制御）することで、負荷（ＬＥＤ電球３２）に供給する電力を変化させ、ＬＥＤ電球３２の光量を調整することが可能である。

ところで、商用電源は正弦波交流電源で電圧と電流の関係を一般的にサインカーブで表すと分かりやすい。図４は、ＬＥＤ照明具を使用した際の位相変化を説明するための図である。図４（Ａ）に示されるように、交流電源では負荷として純抵抗を接続した場合、電圧と電流の位相は一致する。所謂、白熱灯はフィラメント型の電球でその性質は抵抗負荷である。

ところで、ＬＥＤ電球３２のようなＬＥＤ照明具では所要の電圧（ＬＥＤ電球３２が発光に要する電圧は数ボルトである）を得るため、降圧回路が内蔵されている。これら降圧回路を構成するには、規模の大小はあれども電子回路が必要になる。この場合、純抵抗成分だけで構成することは効率の面から採用の可能性は少ない。このことは現実問題として、ＬＥＤ電球３２が純抵抗負荷にはならないことを示している。各種のＬＥＤ電球３２が、容量性または誘導性のどれに属するか、また、容量性または誘導性の成分の大きさを特定することは困難であるが、何れかの特性を持っていると言え、その大きさは構成される抵抗成分、容量成分、誘導成分のベクトルとして現れる。また、成分の大きさは、接続する電球の数や種類等で顕著になることも考えられる。

図４（Ｂ）は、純容量性（コンデンサ成分）の負荷における電圧と位相の関係を示した図であり、電圧と電流の位相は一致せず、電流は電圧よりも９０度進む。一方、図４（Ｃ）は、純誘導性（インダクタンス成分）の負荷における電流と位相の関係を示した図であり、電圧と電流の位相は一致せず、電流は電圧よりも９０度遅れる。このことは電気理論の基礎的なこととしてよく知られているが、重要な点は電圧が“０”の点でも電流が流れていることである。

ここで、出願人は、調光装置２２を使用する際におけるＬＥＤ電球３２の点滅、明滅といった不具合が、トライアック素子２２１の転流時臨界オフ電圧上昇率による導通現象に大きく依存することを見いだした。この転流時臨界オフ電圧上昇率とは、トライアック素子２２１の電極間に印加される電圧の上昇率であり、例えば、電流が０になった直後（ターンオフ直後）の電圧の上昇率が規定値以上にあると、ゲート信号を加えないにもかかわらずトライアック素子２２１が導通状態となるってしまう。このような導通現象は、調光対象となるＬＥＤ電球３２を調光不能とさせる、あるいは、点滅、明滅させる等、その調光制御を不安定にさせてしまう。このような問題は、ＬＥＤ電球３２と調光装置２２間の相性問題と片付けられてしまうことが多かった。

図５は、トライアック素子２２１を使用した調光における問題点を説明するための図であって、進み位相１５度前後の誘導性負荷を示しているＬＥＤ電球３２にかかる電圧Ｖ、電流Ｉの時間変化を示した図である。丸１で示されるように、トライアック素子２２１のターンオン時間Ｔ１でトライアック素子２２１のゲートＧに信号が加わると、トライアック素子２２１は導通を開始する。そして、丸２で示されるように、時間Ｔoff1で電流値は“０”となるため、トライアック素子２２１はターンオフする。これは設計時における所望の動作であり、このような動作を繰り返すことでＬＥＤ電球３２は適切に動作することになる。

ここで、丸２の時点では、ＬＥＤ電球３２の誘導性負荷のため、時間Ｔoff1で電圧値は“０”となっているものの導通電流は“０”になっていない。このときの転流時臨界オフ電圧上昇率はＭａとなっている。時間Ｔoff1では、転流時臨界オフ電圧上昇率Ｍａは、調光装置２２で使用するトライアック素子２２１の導通現象を発生させなかったが、転流時臨界オフ電圧上昇率によっては、導通現象を発生させる場合がある。次のサイクルである丸３で示されるように、トライアック素子２２１のターンオン時間Ｔ２でトライアック素子２２１のゲートＧに電圧が加わり、トライアック素子２２１は導通を再開する。そして、丸４で示される時間Ｔoff2で電流値は“０”となるため、本来であれば、導通は丸２のように導通は中断することになる。しかしながら、時間Ｔoff2の転流時臨界オフ電圧上昇率Ｍｂが、調光装置で使用するトライアック素子２２１の許容範囲を超えたことを原因として導通現象を発生させてしまっている。この場合、丸４で示される時間Ｔoff2でターンオフできず、導通状態を維持してしまい、次のサイクルのターンオン時間Ｔ３までずっとＬＥＤ電球３２を点灯状態とさせてしまっている。

その後、丸５で示されるように、導通電流は“０”となる時間Ｔoff3では、転流時臨界オフ電圧上昇率Ｍｃは、許容範囲であったため、トライアック素子２２１は正常にターンオフし、ＬＥＤ電球３２を消灯させる。このようなトライアック素子２２１の転流時臨界オフ電圧上昇率による導通現象がランダムに出現した場合、ＬＥＤ電球３２は点滅、明滅しているように見えることになる。また、常時、導通現象が発生した場合ＬＥＤ電球３２は調光不能のように見えてしまうことになる。このような導通現象は、使用する調光装置２２とＬＥＤ電球３２（ＬＥＤ照明具）との関係によって発生するため、所謂相性問題として認識され、相性が合わない場合、相性の合うＬＥＤ電球３２に交換する等の対処しかなかった。

本発明はこのような、トライアック素子２２１を使用する調光装置２２を使用して調光を行うＬＥＤ照明調光システムにおいて、調光時における点滅、明滅、調光不能を発生させることなく、また、調光装置２２との相性を気にすること無く、ＬＥＤ電球３２（ＬＥＤ照明具）を選択、購入可能とすることを目的としている。

図６は、本実施形態のＬＥＤ照明調光システムを示す図である。図１で従来のＬＥＤ照明調光システムを説明したが、本実施形態のＬＥＤ照明調光システムは、従来のＬＥＤ照明調光システムに補助装置４（本発明の「ＬＥＤ照明調光補助装置」に相当）を付加した形態となっている。このように本発明は、コントローラー２（調光装置２２）に手を加えることなく、従来のＬＥＤ照明調光システムに補助装置４を付加するだけで、トライアック素子２２１の導通現象を抑制し、調光時における点滅、明滅、調光不能、あるいは、相性問題を解消することが可能となる。補助装置４は、コントローラー２と電球ソケット３１の間に配置される。なお、本実施形態では、１の補助装置４で１のＬＥＤ電球３２をまかなうこととしているが、１の補助装置４で複数のＬＥＤ電球３２をまかなうこととしてもよい。複数のＬＥＤ電球３２をまかなう形態については後述する。

図７は、本実施形態の補助装置４を説明するための構成を示すブロック図である。まず、コントローラー２について説明しておく。図１で説明したようにコントローラー２は、操作手段としての調光ダイヤル２１ａ、スイッチ２１ｂを備えている。調光ダイヤル２１ａは、制御対象となるＬＥＤ電球３２（ＬＥＤ照明具）の光量を調整する部材であって、本実施形態では回転可能なダイヤルとして構成されている。この調光ダイヤル２１ａの回転量は、調光装置２２に伝達され、調光装置２２によってＬＥＤ電球３２の光量が調整される。なお、調光装置２２は、図２などで説明したように、トライアック素子２２１を使用した光量制御が行われる。スイッチ２１ｂは、商用電源１によって形成される回路を開閉することで、ＬＥＤ電球３２をオン（点灯状態）、オフ（消灯状態）させる。

補助装置４は、ブリーダ抵抗４２、整流器４３、定電流回路４４、フォトカプラ４５、トランジスタ４６、交流スイッチ４７、サージアブソーバー４８、ヒューズ４９を有して構成されている。補助装置４の第１接続端子４１ａ、第２接続端子４１ｂは、商用電源１、コントローラー２側に接続され、第３接続端子５０ａ、第４接続端子５０ｂはＬＥＤ電球３２側に接続されている。

本実施形態では、新たに補助装置４を設けられることになるが、補助装置４を設けたことで、調光装置２２を流れる電流が切断されてしまうと、調光装置２２が機能しなくなってしまう。そのため、本実施形態の補助装置４は、入力側、すなわち、調光装置２２側からみたときのインピーダンスが抵抗成分で形成されていることを特徴としている。ここで、抵抗成分とは、コンデンサ成分、あるいは、インダクタンス成分を殆ど含まず、印加する電圧に対して、電流の位相が略追従する成分のことをいう。このようにインピーダンスを抵抗成分で形成することで、調光装置２２を通電させて機能させるとともに、調光装置２２で位相ずれを生じさせることなく適切に機能させることが可能となる。

本実施形態における抵抗成分は、主として、ブリーダ抵抗４２、定電流回路３３の抵抗４４ｂで形成されている。ブリーダ抵抗４２、定電流回路３３のどちらか一方を使用して抵抗成分を形成することも可能である。本実施形態では定電流回路３３を使用することで、補助装置４における使用電力量を抑えることが可能となっている。なお、定電流回路４４を使用しない場合、抵抗４４ｂ、トランジスタ４４ｃ、ツェナーダイオード４４ｄを取り除き、抵抗４４ｅを発光ダイオード４５ａに接続したシンプルな回路となるが、定電流回路４４を設けない場合と比較して使用電力量は大きくなる。

本実施形態では、電圧制御型スイッチ手段として、フォトカプラ４５を使用するため、商用電源１、調光装置２２によって印加される電圧を同方向に整流する必要がある。整流器４３は、フォトカプラ４５の前段に設けられ、フォトカプラ４５を制御するための電圧Ｖａｃを出力する。

整流器４３の後段には、定電流回路４４が設けられている。定電流回路４４は、ツェナーダイオード４４ａ、４４ｄ、抵抗４４ｂ、４４ｅ、トランジスタ４４ｃによって構成され、主としてツェナーダイオード４４ａの特性によって、フォトカプラ４５に流れる電流を制限する。具体的には、ツェナーダイオード４４ａに印加される電圧が所定値（ツェナー電圧Ｖｚ）以上の場合、略一定の電流値をフォトカプラ４５に供給する特性を有する。また、定電流回路４４は、ツェナーダイオード４４ａのツェナー電圧Ｖｚと整流器４３のドロップ電圧を加えた電圧を超えた入力電圧では、常に一定の電流を流すもので、低電圧時（ゼロクロス付近）の保持電流を嵩上げすることに有効に作用し、容量性負荷や誘導性負荷の緩和にも作用する。なお、定電流回路４４は、補助装置４の動作の安定化を図るために設けられた回路であって、省くことも可能である。

フォトカプラ４５は、定電流回路４４で供給される電流で発光する発光ダイオード４５ａ、発光ダイオード４５ａの光を受けて導通するフォトダイオード４５ｂを有している。フォトカプラ４５は、電圧制御型スイッチ手段として機能し、前述したトライアック素子を使用する調光装置２２の導通現象を解消する手段である。

トランジスタ４６は、フォトダイオード４５ｂの出力を増幅する増幅手段として機能する。増幅された出力は後段の交流スイッチ４７をスイッチングさせる。なお、このトランジスタ４６は、安定した動作を実現するために設けられた素子であって、必ずしも設ける必要は無い。また、本実施形態では、フォトカプラ４５の出力にトランジスタ４６をダーリントン接続にして、交流スイッチ４７の高耐圧化を図っているが、レベルトリガー型のスイッチ素子であればよく、トランジスタ４６に代え、ＦＥＴを使用してもよいしＩＧＢＴを使用してもよい。

交流スイッチ４７は、フォトダイオード４５ｂの一方向の出力を使用して、商用電源１、調光装置２２によって供給される正負両方向の電圧を制御させるために設けられた回路である。したがって、フォトカプラ４５中、発光ダイオード４５ａの発光によってフォトダイオード４５ｂがオンとなる、すなわち、フォトダイオード４５ｂが形成する回路が導通すると、交流スイッチ４７に印加される商用電源１、調光装置２２からの電圧が正負、どちら方向についても後段、すなわち、ＬＥＤ電球３２側に出力させる状態となる。

サージアブソーバー４８は、交流スイッチ４７のスイッチング動作によるサージ電流の緩和を図るために設けられた素子である。また、ヒューズ４９は、定格以上の電流が流れた場合、ＬＥＤ照明調光システムの保護を図るために設けられた素子である。

このような補助装置４を設けたＬＥＤ照明調光システムの動作について説明する。図８は、本実施形態のＬＥＤ照明調光システムの調光を説明するための図であって、図５と同様、進み位相１５度前後の誘導性負荷を示しているＬＥＤ電球３２にかかる電圧Ｖ、電流Ｉの時間変化を示した図である。

スイッチ２１ｂがオンされ、調光装置２２内のトライアック素子にゲート信号が加わると、第１接続端子４１ａと第２接続端子４１ｂには、調光装置２２の出力である商用電源１の交流電圧が印加される。第１接続端子４１ａと第２接続端子４１ｂに印加された交流電圧は、整流器４３で半波整流され、整流出力Ｖａｃを生じることになる。整流出力Ｖａｃがツェナーダイオード４４ａのツェナー電圧Ｖｚを超えると、フォトカプラ４５内の発光ダイオード４５ａに駆動電圧が印加される。定電流回路４４を使用した場合、導通角に関わらず一定の電流でフォトカプラ４５内の発光ダイオード４５ａを発光させる。

フォトカプラ４５に印加される電圧が、フォトカプラ電圧に達すると交流スイッチ４７がオンして第１接続端子４１ａと第３接続端子５０ａが閉じることになり、接続されているＬＥＤ電球３２に商用電源１の交流電源が供給される（図８の丸１、丸３、丸５、丸７の時点）。

一方、電圧のゼロクロス点では電圧Ｖａｃがツェナーダイオード４４ａのツェナー電圧Ｖｚに達しないため、フォトカプラ４５内の発光ダイオード４５ａは消灯状態、すなわち、フォトカプラ４５のフォトカプラ電圧に達せず、交流スイッチ４７はオフになる。したがって、第１接続端子４１ａと第３接続端子５０ａ間は解放され、ＬＥＤ電球３２への給電を停止する。（図８の丸２、丸４、丸６、丸８の時点）。

ここで、ブリーダ抵抗４２、整流器４３、定電流回路４４からなる回路は、商用電源１に接続された抵抗性負荷の閉回路であるため、商用電源１の電圧と電流の位相角は一致している。従ってフォトカプラ４５のオンオフは、印加される電圧に同期して行うことが可能となる。すなわち、交流スイッチ４７は印加される電圧のゼロクロス時に必ずオフすることになる。

このように本実施形態のＬＥＤ照明調光システムは、従来のシステムに電圧制御型スイッチ手段を有する補助装置４を接続するという簡単な構成によって、従来のシステムで生じていたＬＥＤ電球３２等のＬＥＤ照明具の点滅、明滅、調光不能、あるいは、調光装置２２とＬＥＤ照明具間の相性問題を解消することが可能となる。なお、本実施形態では、電圧制御型スイッチ手段として、フォトカプラ４５を使用しているが、電圧制御型スイッチ手段は、調光装置２２の電圧がゼロクロスした場合、ＬＥＤ照明具への給電を停止できる手段であれば、本実施形態で説明したフォトカプラ４５に限られるものではなく、各種手段を採用することが可能である。また、電圧制御型スイッチ手段は、調光装置２２の電圧がゼロクロスした場合のみならず、調光装置２２の電圧の絶対値が所定値に降下した場合を条件として、ＬＥＤ照明具への給電を停止するものであってもよい。

また、本実施形態では、１の補助装置４で１のＬＥＤ電球３２をまかなう形態であるが、複数のＬＥＤ電球３２をまかなう形態としてもよい。複数のＬＥＤ電球３２をまかなう場合、各ＬＥＤ照明具を補助装置４の第３接続端子５０ａ、第４接続端子５０ｂに接続する、すなわち、各ＬＥＤ照明具を補助装置４に並列接続することで、調光装置２２により、各ＬＥＤ照明具を適切に調光することが可能である。

１：商用電源 ４４ｃ：トランジスタ
２：コントローラー ４５：フォトカプラ
４：補助装置 ４５ａ：発光ダイオード
２１ａ：調光ダイヤル ４５ｂ：フォトダイオード
２１ｂ：スイッチ ４６：トランジスタ
２２：調光装置 ４７：交流スイッチ
３１：電球ソケット ４８：サージアブソーバー
３２：ＬＥＤ電球 ４９：ヒューズ
４１ａ：第１接続端子 ５０ａ：第３接続端子
４１ｂ：第２接続端子 ５０ｂ：第４接続端子
４２：ブリーダ抵抗 ２２１：トライアック素子
４３：整流器 ２２２：トリガーダイオード
４４：定電流回路 ２２３：可変抵抗
４４ａ、４４ｄ：ツェナーダイオード ２２４：コンデンサ
４４ｂ、４４ｅ：抵抗

Claims (5)

1. ＬＥＤ照明具の光量を調整可能な調光装置を備えたＬＥＤ照明調光システムに接続して使用されるＬＥＤ照明調光補助装置であって、
   調光装置は、トライアック素子を使用してＬＥＤ照明具の光量を調整し、
   ＬＥＤ照明調光補助装置は、入力側が商用電源と調光装置に接続され、出力側がＬＥＤ照明具に接続され、
   調光装置の電圧の絶対値が所定値に降下した場合、ＬＥＤ照明具への給電を停止する電圧制御型スイッチ手段を有し、
   ＬＥＤ照明調光補助装置を入力側からみたときのインピーダンスは、抵抗成分で形成されていることを特徴とする
   ＬＥＤ照明調光補助装置。
2. 電圧制御型スイッチ手段は、フォトカプラであって、
   ＬＥＤ照明調光補助装置は、
   フォトカプラ前段に設けられた第１整流器と、
   フォトカプラ後段に設けられた第２整流器と、を備えたことを特徴とする
   請求項１に記載のＬＥＤ照明調光補助装置。
3. ＬＥＤ照明調光補助装置の抵抗成分は、定電流回路で形成されていることを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ照明調光補助装置。
4. 複数のＬＥＤ照明具を備えたＬＥＤ照明調光システムに接続して使用されることを特徴とする
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載のＬＥＤ照明調光補助装置。
5. トライアック素子を使用してＬＥＤ照明具の光量を調整する調光装置と、
   入力側が商用電源と調光装置に接続され、出力側がＬＥＤ照明具に接続されたＬＥＤ照明調光補助装置を備え、
   ＬＥＤ照明調光補助装置は、
   調光装置の電圧の絶対値が所定値に降下した場合、ＬＥＤ照明具への給電を停止する電圧制御型スイッチ手段を有するＬＥＤ照明調光補助装置を備え、
   ＬＥＤ照明調光補助装置を入力側からみたときのインピーダンスは、抵抗成分で形成されていることを特徴とする
   ＬＥＤ照明調光システム。