JP4766633B2 - 電子安定器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、蛍光灯の点灯／消灯を制御するとともに、点灯時の出力電力波形を断続的にすることにより消費電力を抑制する機能を持った電子安定器に関するもので、より具体的には、電源投入の際の出力電力波形の制御の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
良く知られているように、電子安定器は、１００％出力となる連続的な電力出力波形はもちろんのこと、断続的な電力出力波形を出力することができる。一時停止する期間を調整することにより、例えば、出力を７０％，６０％，５０％等にすることができる。このように、出力を１００％未満にすることにより、単位時間当たりの消費電力が削減でき、省エネルギーとなる。もちろん、消費電力の低下に伴い照度も低下するが、多少暗くても実用上問題ないことが多い。さらに、消費電力を抑えることにより、蛍光灯の寿命を延ばすこともできる。よって、蛍光灯の交換のサイクル期間も長くなるという利点がある。
【０００３】
そして、上記した出力の切り替えを行うための制御として、例えば、特開平１０−１７２７８４号公報に開示された発明がある。この発明は、電子安定器に接続された電源スイッチのＯＮ−ＯＦＦに基づき、出力を切り替えるようになっている。つまり、電源スイッチのＯＮに伴い電子安定器が動作して蛍光灯を発光させる。電源スイッチのＯＦＦに伴い電子安定器は出力を停止し、蛍光灯を消灯させる。このような通常の制御に加え、電源スイッチのＯＮ／ＯＦＦが、短時間で繰り返された場合には、出力変更要求と判断し、一時停止させる期間を調整する。例えば、連続的な電力波形と、断続的な電力波形の２段階の切り替えとすると、上記した出力変更要求と判断した場合には、上記した２つの状態を交互に切り替えるように制御する。
【０００４】
このように、通常の電源スイッチを利用するので、切り替えのための特別なスイッチが不要となり、既存の電気設備をそのまま使用することができるというメリットを有する。
【０００５】
また、消灯時の動作条件、つまり一時停止時間を記憶しておき、次回の電源投入時には、記憶した消灯時の動作条件で、点灯するようにしたものがある。このようにすると、使用者は、一度好みの明るさに調光すると、その後は電源スイッチのＯＮ／ＯＦＦを操作するだけで常に好みの明るさになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した電子安定器では、以下に示すような問題があった。すなわち、寒冷地や、朝晩の室内が冷え込んだ雰囲気において、消費電力を抑えた省エネモードで電源を投入した場合、完全に点灯するまでに時間がかかったり、点灯ができない等の問題があった。
【０００７】
本発明は、上記した背景に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上記した問題を解決し、省エネを効率的に図るとともに、寒冷地などでも確実に点灯することのできる電子安定器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る電子安定器は、電子安定器本体と、その電子安定器本体の動作条件を設定する制御装置とを備え、前記制御装置は、電源スイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号を受け取り、その信号の受信状況に応じて、前記電子安定器本体から出力される電力波形の一時停止時間を制御する機能を備えた電子安定器を前提とする。
【０００９】
ここで、周囲温度とは、電子安定器の周囲の温度でもよいし、電子安定器本体の周囲の温度でも良い。また、電子安定器が取り付けられた照明器具の周囲の温度でも良い。好ましいのは、電子安定器本体の周囲温度である。
【００１０】
また、一時停止時間は、「０」つまり連続動作を含む。また、一時停止時間の制御は、実施の形態では３段階としたが、２段階或いは４段階以上でも良いし、そのようにステップ的でなく一時停止時間が連続的に変更できるようにしてもよい。
【００１１】
そして、前記制御装置は、周囲温度に応じて、電源投入時における前記一時停止時間を決定する機能を備える。すなわち、一時停止時間は、室温（例えば２４℃）のときに、所定の照度が得られるように設定されている。周囲温度が低いときに、省エネモードで動作開始すると、十分な照度が得られず暗いままとなったり、最悪の場合には点灯不能となるおそれがある。そこで、本発明では、周囲温度に応じて、電源投入時における一時停止時間を決定するようにしたため、周囲温度が低い場合には、設定された目標一時停止時間に関係なく一時停止時間を短くし、比較的短い時間で所望の照度に達するようにする。なお、電子安定器本体は、例えばレギュレータなど発熱源を有しているため、点灯を継続することにより、室温に関係なく周囲温度は上昇し、照度も明るくなる。
【００１２】
ここで本発明は、前記制御装置は、電源投入時の機能として、制御範囲内で前記一時停止時間が最も長い時間である最大省エネモードで動作させ、周囲温度が低く前記最大省エネモードでは適切に動作しない場合には、その周囲温度に応じた前記最大省エネモードの一時停止時間よりも短い一時停止時間で動作開始させ、現在の一時停止時間が前記最大省エネモードの一時停止時間より短い場合に、前記周囲温度の上昇にともない、一時停止時間を前記最大省エネモードの一時停止時間に近づけるように制御する機能を備えた。ここで、最大省エネモードとは、設定された一時停止時間が最も長い時間のことを言う。つまり、照度は低下するものの、消費電力が最小となる。なお、この最大省エネモードは、必要十分な最低限の照度以上が確保されるようにする。
【００１３】
このように構成すると、通常は、消灯時の動作条件に関係なく、電源スイッチをＯＮにして点灯した際には、最大省エネモードで動作するので省エネ効果が大きくなる。そして、人間の心理として、１回スイッチを操作して電灯を点灯したならば、再度スイッチ操作をすることなくその初期状態のまま使用することが多いとともに、必要十分な明るさを確保しているため、実用上問題もない。そして、冬季や寒冷地等においては、その最大省エネモードでは、完全に点灯するまでに時間がかかってしまうおそれがあるが、本発明では、係る場合に一時停止時間を短くするので、早期に点灯完了となる。
【００１６】
さらに、制御装置は、現在の一時停止時間が目標一時停止時間（最大省エネモードの一時停止時間）よりも短い場合に、周囲温度の上昇にともない、一時停止時間を前記目標一時停止時間に近づけるように制御するようにしたため、点灯状態が継続すると、周囲温度も上昇するので、一時停止時間を長くしても、所望の照度を維持できる。よって、一時停止時間を短くして短時間で所望の照度が得られたならば、一時停止時間を長くし、目標一時停止時間（最大省エネモードの一時停止時間）になるようにする。このとき、一度に目標一時停止時間にしても良いし、段階的に長くしていっても良い。これにより、使用者が望む照度，省エネが迅速に実現できるようになる。
【００１７】
さらにまた、前記周囲温度は、前記電子安定器本体が収納された筐体内の温度とするとよい。電子安定器本体は、通常筐体内に収納されている。そして、電子安定器本体自体も発熱するため、筐体内の温度は、筐体外に比べて高くなる。そこで、筐体内の周囲温度に基づいて動作させるのが好ましい。
【００１８】
また、本発明では、温度検出手段（温度センサ）は、必須の構成ではなく、例えば、別途検出した温度情報を取得し、その取得した温度情報に基づいて上記した各処理を実行できるようになっていれば良い。
【００１９】
もちろん、温度センサを一体に取り付けていた方が、製造・調整が容易であるので好ましい。その場合に、周囲温度が測定できれば温度センサの種類や設置位置は任意である。好ましくは、温度検出手段は、前記電子安定器本体と同一の筐体内に設置することである。すなわち、上記したように、電子安定器本体は、通常筐体内に収納されている。そして、電子安定器本体自体も発熱するため、筐体内の温度は、筐体外に比べて高くなる。そこで、温度センサも筐体内に設置すると、電子安定器本体の周囲温度を正確に測定できるので好ましい。
【００２０】
ここで、温度センサを筐体内に収納するとは、温度センサの全体を収納することはもちろんであるが、一部が収納される場合も含む。この場合に、少なくとも、温度の検知部分が筐体内に配置されるようにするとよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の好適な一実施の形態を示している。同図に示すように、電子安定器本体１０と制御装置２０とを備えている。電子安定器本体１０は、電源スイッチ３０と蛍光灯などの照明器具３１の間に直列に挿入される。そして、その電子安定器本体１０の内部は、入力側から順に濾波器１１，整流器１２，力率制御器１３，論理制御器１４，発振器１５が直列に接続される。論理制御器１４と発振器１５の後の間に保護回路１６を接続する。論理制御器１４は、制御装置２０から与えられる調光指示に基づき、力率制御器１３の出力電圧を制御し、図２（ａ）に示すような連続的な出力波形と、図２（ｂ），（ｃ）に示すような断続的な出力波形を出力させるように機能する。図２（ｂ），（ｃ）を比較するとわかるように、一時停止時間Ｔ１，Ｔ２を変えることにより、消費電力並びに照度を変えることができる。当然のことながら、一時停止時間が長いほど、消費電力は少なくなり、照度は小さくなる。なお、各処理部の機能は従来と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００２２】
さらに、本形態では断続的な出力波形は、一時停止時間を異ならせることにより２種類用意している。これにより、６８Ｗのハイモード（Ｈ）と、５８Ｗのミディアムモード（Ｍ）と４８Ｗの省エネモード（Ｌ）の３段階の調光が可能となっている。なお、ミディアムモードも省エネモードととらえると、４８Ｗの省エネモードが本形態では最大省エネモードとなる。
【００２３】
そして、このモード切り替えは、特開平１０−１７２７８４号などと同様に電源スイッチ３０からのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて行う。つまり、点灯している状態において「ＯＦＦ」，「ＯＮ」を一定の時間（例えば２秒）以内に行われた場合には、モード切り替え命令と判断するようにする。さらに、本形態では、電電投入時は、省エネモード（Ｌ）で点灯し、上記した２秒以内で「ＯＦＦ」→「ＯＮ」が行われることによるモード切り替え命令を受けると、ミディアムモード（Ｍ）→ハイモード（Ｈ）の順に切り替わり、ハイモード（Ｈ）の状態でさらにモード切り替え命令を受けると省エネモード（Ｌ）に切り替わるようになる。つまり、消費電力の少ないモードからスタートし、順次消費電力の高いモードに移行し、再び最小消費電力のモードに戻るようになる。
【００２４】
この判断並びに論理制御器１４に対する調光指示は、制御装置２０で行われる。つまり、制御装置２０は、現在のモードを記憶するモード記憶部を有する。このモード記憶部は、揮発性であり電源のＯＦＦに伴い記憶されたモードは消去される。そして、電源スイッチ３０のＯＮ／ＯＦＦ状態を監視する。実際には、電圧が印加されているか否かにより判断する。
【００２５】
上記監視の結果、電源スイッチ３０が、一定時間以内に「ＯＦＦ」→「ＯＮ」の操作が行われた場合には、モード記憶部に記憶された現在のモードを取得し、上記した切り替えのルールに従って次のモードを決定し、その決定したモードで動作すべき調光指示を出力するようになる。
【００２６】
なお、図示の例では電源スイッチ３０の出力（商用電源）がそのまま入力されるように表記しているが、これは、「ＯＮ／ＯＦＦ」の状態が入力情報の一つとしてあることを示すために便宜上記載したものである。つまり、制御装置２０はＣＰＵなどから構成されるため、平滑，降圧されたり、別途信号を抽出するなど各種の方法により所定レベルの入力信号を生成し、与えるようになる。そして、監視する位置も、電源スイッチ３０の直後に限るものではない。
【００２７】
さらに、本形態では、温度センサ３２を設け、その温度センサ３２の出力を制御装置２０に与えるようになっている。なお、この温度センサ３２は、電子安定器本体１０と同一の筐体内に実装しているが、外部に設けてももちろん良い。そして、制御装置２０は、周囲温度が低い場合には、設定されたモードに関係なく、ハイモードで動作させ、確実に点灯させ、短時間で所望の明るさになるように制御する。そして、通常、点灯が継続すると、電子安定器本体１０自体の発熱により周囲温度が高くなるので、上記した低温時の制御は、電源投入の際に行うようにしている。
【００２８】
すなわち、各モードで動作している際の温度に対する照度の相関の一例を示すと、図３に示すようになる。ここで、０℃以上の各温度における照度の下段は、９３．７ルクスを１００％と置いた場合の比率である。なお、この照度１００％の時の消費電力は、省エネモード（Ｌ）が４７．３Ｗとなっているが、これは２０℃の時の消費電力であり、２４℃になると、上記したように４８Ｗになる。これは、他のモードにおいても同様である。
【００２９】
図から明らかなように、温度が低いほど照度は低い。また、同じ照度であっても、温度が低いほど消費電力は高くなる。つまり、例えば、１５℃の時の省エネモード（Ｌ）では、照度は８０．８％で消費電力は４４．９Ｗとなっているが、ミディアムモード（Ｍ）でほぼ同等の照度が得られる１０℃では、７９．８％で４９．０Ｗかかっている。当然のことながら、同じ温度の場合には、ハイモードが最も明るくなる。さらに、消費電力が高いほうが発熱量も多くなり、短時間で周囲温度を上昇させることができる。
【００３０】
従って、例えば温度が０℃に着目すると、省エネモード（Ｌ）では照度は２９．５％と暗く、照明として必要な明るさが得られず、消費電力も３９．０Ｗと低いので、周囲の温度上昇カーブも緩やかとなる。これに対し、ハイモード（Ｈ）では、既に照度は４７．７％と半分近くまで達し、消費電力も、５０．９Ｗと高い。よって、温度上昇カーブも急峻となり、短時間で温度も高くなる。このように温度が高くなると、図から明らかなようにどのモードでも十分な明るさが得られる。
【００３１】
そこで、低温度の場合には、ハイモードで稼動させ、例えば照度が１００％を超える１０℃（安全をとって１２．５℃）に温度が上昇したならば、一段低いミディアムモードに切り替えて動作させる。係る温度の場合、モード切り替えにより照度はいったん低下するものの、消費電力は５０％程度あるのでさらなる温度上昇が行われ、照度も増加する。そして、ミディアムモードにおいても照度が１００％を超える１５℃（安全をとって１７．５℃）に温度が上昇したならば、省エネモードに切り替える。係る処理を行うことにより、短時間で温度上昇を行い、省エネモードに移行することができる。しかも、電源投入の直後から比較的明るく点灯させることができる。
【００３２】
そして、上記した処理を行うための制御装置２０の具体的な機能は、図４，図５に示すフローチャートのようになっている。すなわち、電源投入される（ＳＴ１）と、温度センサ３２の出力から周囲温度を取得し、その周囲温度がしきい値以下か否かを判断する（ＳＴ２）。なお、電源投入か否かは、前回の電源ＯＦＦからの経過時間が一定時間以上経過している場合に電源投入と判断する。具体的には、後述するように電源がＯＦＦになってもオフディレイ等により一定期間はＣＰＵが動作するようになっている。従って、係るオフディレイ時間も経過し、ＣＰＵつまり制御装置２０自体が動作停止しているときに電源供給された場合には、電源投入と判断する。また、しきい値としては、例えば０℃などを設定することができる。
【００３３】
周囲温度がしきい値よりも高い場合には、ステップ３に進み、正常動作を行う。つまり、論理制御器１４に対しては、調光指示として省エネモードを指示し、モード記憶部に現在の動作モードである「省エネモード」を記憶する（ＳＴ３，ＳＴ４）。
【００３４】
次いで、電源スイッチ３０がＯＦＦになるのを待つ（ＳＴ５）。そして、電源スイッチ３０がＯＦＦになったならば、タイマーをスタートさせ、タイムアップ（２秒経過）するまでに電源スイッチ３０がＯＮになったか否かを判断する（ＳＴ６，ＳＴ７）。そして、タイムアップした場合には、そのまま終了する。つまり、照明は消灯する。
【００３５】
一方、タイムアップする前に電源スイッチがＯＮになった場合には、ステップ８に進み、現在のモードを取得する。そして、モード切り替えルール（Ｌ→Ｍ→Ｈと順次高くし、Ｈの次はＬに戻す）にしたがい、次のモードを決定する（ＳＴ９）。最初は省エネモード（Ｌ）から開始しているので、次はミディアムモード（Ｍ）となる。次いで、論理制御器１４に対しては、調光指示としてその決定したモードを指示する（ＳＴ１０）。
【００３６】
その後、ステップ４に戻り、その指示したモードをモード記憶部に格納する。以後、上記処理を繰り返し実行することにより、電源スイッチ３０の操作に応じた調光が行われる。
【００３７】
一方、ステップ２で周囲温度がしきい値以下と判断された場合には、ステップ１１に飛び、論理制御器１４に対し、調光指示としてハイモードを指示する。そして、周囲温度を監視し、第１基準温度（例えば１２．５℃）を超えるのを待つ（ＳＴ１２）。そして、第１基準温度以上になると、論理制御器１４に対し、調光指示としては、ミディアムモードを指示する（ＳＴ１３）。
【００３８】
次いで、周囲温度を監視し、第２基準温度（例えば１７．５℃）を超えるのを待つ（ＳＴ１４）。そして、第２基準温度以上になると、ステップ３に戻り、通常の動作に移行する。つまり、論理制御器１４に対し、調光指示として省エネモードを指示する。以後の処理は、上記したものと同様である。
【００３９】
図６，図７は、本発明の第２の実施の形態の要部を示している。すなわち、上記した第１の実施の形態では、電源投入時は、省エネモードからスタートするようにしたが、本形態では、電源消灯時のモードを記憶しておき、その記憶したモードで動作開始するようにしている。
【００４０】
具体的には、モード記憶部として不揮発性メモリを使用するか、消灯後も、モード記憶部に対して電源供給を継続するようにする。そして、制御装置２０の機能を図６，図７に示すフローチャートのようにする。
【００４１】
すなわち、電源が投入されたならば、モード記憶部をアクセスし、記憶されたモード、つまり、消灯時に動作していたモードを取得する（ＳＴ２０，ＳＴ２１）。次いで、周囲温度がしきい値以下か否かを判断する（ＳＴ２２）。この判断基準となるしきい値は、例えば現在のモードに合わせて設定するようにしても良いが、本形態では第１実施の形態と同様に、省エネモードに合わせて一定の値とした。すなわち、仮に現在のモードがハイモードで、現在の周囲温度がハイモード用のしきい値以上とすると、ステップ２２でＮｏとなり、通常の制御に移行するが、このとき、使用者が電源スイッチ３０を操作して省エネモードに切り替えてしてしまうと、その後使用者がハイモードに再度切り替えない限り省エネモードのままとなり、完全に点灯するまでに時間がかかったり、点灯不能となるおそれがある。そこで、省エネモードで動作可能な温度以下の場合には、通常の制御に移行しないようにした。
【００４２】
一方、周囲温度がしきい値よりも高い場合には、ステップ２３に進み、論理制御器１４に対し、調光指示として取得した現在のモードを指示する（ＳＴ２３）。以後は、上記した第１の実施の形態と同様に、一定の時間以内に「ＯＦＦ」，「ＯＮ」のスイッチ操作があったか否かを判断し（ＳＴ２４〜ＳＴ２６）、あった場合には、モード切り替えのための調光指示を論理制御器１４に与え、その指示したモードをモード記憶ヘ格納する（ＳＴ２７〜ＳＴ３０）。
【００４３】
一方、電源投入時の周囲温度がしきい値以下の場合には、ステップ３１に飛び、論理制御器１４に対し、調光指示としてハイモードを指示する。そして、周囲温度を監視し、第１基準温度（例えば１２．５℃）を超えるのを待つ（ＳＴ３２）。そして、第１基準温度以上になると、モード記憶部に格納されたモードを取得し、それがハイモードか否かを判断する（ＳＴ３３）。そして、ハイモードでない場合には、論理制御器１４に対し、調光指示としてはミディアムモードを指示する（ＳＴ３４）。
【００４４】
次いで、周囲温度を監視し、第２基準温度（例えば１７．５℃）を超えるのを待つ（ＳＴ３５）。また、モード記憶部に記憶されたモードがハイモードの場合には、モード切り替えをすることなく第２基準温度（例えば１７．５℃）を超えるのを待つ（ＳＴ３５）。そして、第２基準温度以上になると、ステップ２３に戻り、通常の動作に移行する。つまり、論理制御器１４に対し、調光指示としてモード記憶部に記憶された現在のモードを指示する。以後の処理は、上記したものと同様である。
【００４５】
なお、本発明の電子安定器は、１つの電源スイッチ３０に対して１個の電子安定器を接続するものでも良いし、図８に示すように、１つの電源スイッチ３０に、複数の電子安定器４０を接続し、電源スイッチ３０から与えられる調光指示に基づき、同時に多数の照明器具３１を調整し、一斉に調光制御を行うようにすることもできる。
【００４６】
なおまた、上記した実施の形態では、３段階に切り替えるようにしたが、これに限ることはなく、任意の切り替えが可能である。さらにまた、切り替え時のワット数も任意である。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る電子安定器では、温度センサからの出力信号を受け、温度が低いときには、一時停止する時間を短くするようにしたため、省エネを効率的に図るとともに、寒冷地などでも確実に点灯することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子安定器の第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】論理制御器の作用を説明する図である。
【図３】本発明の動作原理を説明する図である。
【図４】制御装置の機能を説明するフローチャートの一部である。
【図５】制御装置の機能を説明するフローチャートの一部である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の要部である制御装置の機能を説明するフローチャートの一部である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の要部である制御装置の機能を説明するフローチャートの一部である。
【図８】本発明を用いた一斉調光制御を説明する図である。
【符号の説明】
１０ 電子安定器本体
１１ 濾波器
１２ 整流器
１３ 力率制御器
１４ 論理制御器
１５ 発振器
１６ 保護回路
２０ 制御装置
３０ 電源スイッチ
３１ 照明器具
３２ 温度センサ
４０ 電子安定器

Claims (2)

1. 電子安定器本体と、その電子安定器本体の動作条件を設定する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、電源スイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号を受け取り、その信号の受信状況に応じて、前記電子安定器本体から出力される電力波形の一時停止時間を制御する機能を備えた電子安定器であって、
   前記制御装置は、電源投入時の機能として、制御範囲内で前記一時停止時間が最も長い時間である最大省エネモードで動作させ、周囲温度が低く前記最大省エネモードでは適切に動作しない場合には、その周囲温度に応じた前記最大省エネモードの一時停止時間よりも短い一時停止時間で動作開始させ、現在の一時停止時間が前記最大省エネモードの一時停止時間より短い場合に、前記周囲温度の上昇にともない、一時停止時間を前記最大省エネモードの一時停止時間に近づけるように制御する機能を備えたことを特徴とする電子安定器。
2. 前記周囲温度は、前記電子安定器本体が収納された筐体内の温度であることを特徴とする請求項１に記載の電子安定器。

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