JP6195200B2

JP6195200B2 - 調光装置

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Publication number: JP6195200B2
Application number: JP2014077194A
Authority: JP
Inventors: 林　雅則; 雅則林; 末広　善文; 善文末広; 後藤　潔; 潔後藤
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Filing date: 2014-04-03
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Description

本発明は、照明負荷を調光する調光装置に関する。

従来、照明負荷を調光する調光装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載された調光装置は、一対の端子と、制御回路部と、制御回路部に制御電源を供給する制御電源部と、照明負荷の調光レベルを設定する調光操作部とを備えている。

一対の端子間には、制御回路部および制御電源部それぞれが並列に接続されている。また、一対の端子間には、交流電源と照明負荷との直列回路が接続される。照明負荷は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子と、各ＬＥＤ素子を点灯させる電源回路とを備えている。電源回路は、ダイオードと電解コンデンサとの平滑回路を備えている。

制御回路部は、照明負荷に供給する交流電圧を位相制御するスイッチ部と、スイッチ部を駆動するスイッチドライブ部と、スイッチドライブ部および制御電源部を制御する制御部とを備えている。

制御電源部は、スイッチ部に並列に接続されている。制御電源部は、交流電源の交流電圧を制御電源に変換する。制御電源部は、制御電源を蓄積する電解コンデンサを備えている。

制御部は、制御電源部から電解コンデンサを通じて制御電源が供給される。制御部は、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」）を備えている。マイコンは、調光操作部で設定された調光レベルに応じて、交流電圧の半サイクル毎の期間途中で、照明負荷への給電を遮断する逆位相制御を行う。

また、従来、この種の調光装置として、２線式逆位相制御装置が提案されている（例えば、特許文献２）。

特許文献２に記載された２線式逆位相制御装置は、主電流スイッチング回路と、調光可変パルス遅延回路と、直流電源生成回路とを備えている。

主電流スイッチング回路は、主電流回路と、逆直接接続された２つのＭＯＳＦＥＴとを備えている。逆直列接続された２つのＭＯＳＦＥＴは、交流電源と照明負荷との直列回路と並列に接続される。調光可変パルス遅延回路は、各ＭＯＳＦＥＴのゲート電荷を放電するタイミングを決定するように構成されている。直流電源生成回路は、抵抗とコンデンサとの積分回路により構成されている。また、直流電源生成部は、コンデンサの両端電圧に生成された直流電源を調光可変パルス遅延回路に供給するように構成されている。

特開２０１３−１４９４９８号公報特開２０１１−２３８３５３号公報

特許文献１に記載された調光装置（以下、「調光装置」）における制御部のマイコンは、照明負荷を逆位相制御する。そのため、調光装置では、交流電源の交流電圧の絶対値がゼロ以外のときに、スイッチ部が導通状態から遮断状態となり、スイッチ部が遮断状態から導通状態となるまでの期間のうちの所定期間に、制御電源部の電解コンデンサに制御電源が蓄積される。また、特許文献２に記載された２線式逆位相制御装置では、各ＭＯＳＦＥＴが遮断状態から導通状態になるまでの全期間で、直流電源生成回路のコンデンサが充電される。

しかしながら、調光装置では、交流電源と照明負荷との直列回路を一対の端子間に接続すると、照明負荷に平滑回路が設けられているため、スイッチ部が遮断状態のときに、スイッチ部の導通角によっては照明負荷に電流が流れない場合があり、電解コンデンサに制御電源が十分に蓄積されていない可能性がある。これにより、調光装置では、制御部によりスイッチドライブ部を制御する動作が、不安定になる可能性があり、照明負荷の点灯状態を維持できない可能性がある。

本発明の目的は、照明負荷の点灯状態を、より安定して維持することが可能な調光装置を提供することにある。

本発明の一態様に係る調光装置は、一対の端子と、前記一対の端子間に接続された開閉部と、前記開閉部を制御する制御部と、前記一対の端子間に接続され前記制御部に電力を供給する電源部と、前記開閉部の導通角を設定する設定部とを備え、前記制御部は、交流電圧の半サイクルの期間中、前記交流電圧のゼロクロス時点から待機時間の間、前記開閉部を遮断し、前記待機時間の経過時点から前記設定部で設定された導通角に応じた電力供給時間の間、前記開閉部を導通させ、前記電力供給時間の経過時点から前記半サイクルの終点まで、前記開閉部を遮断し、前記待機時間は、長さがゼロ以上の時間であって、前記ゼロクロス時点での前記電源部が前記制御部に供給する電力の電圧値が閾値未満の場合は、前記ゼロクロス時点から前記電圧値が前記閾値以上になるまでの時間である。
この調光装置において、前記ゼロクロス時点での前記電源部が前記制御部に供給する電力の前記電圧値が前記閾値以上の場合は、前記待機時間の長さはゼロであることが好ましい。前記待機時間の長さがゼロであれば、前記ゼロクロス時点と前記待機時間の経過時点とは同一時点になるため、前記制御部は、前記ゼロクロス時点から前記電力供給時間の間、前記開閉部を導通させることになる。
この調光装置において、交流電源に対して負荷と直列に接続され、前記負荷に供給する交流電圧を位相制御するスイッチング素子と、前記交流電源の交流電圧の位相を検出するゼロクロス検出回路と、前記スイッチング素子と並列に接続され、前記交流電源を所定の制御電源に変換する変換動作を行い、前記制御電源を蓄積する容量性素子を有する電源部と、前記容量性素子の両端電圧を検出する検出回路と、前記検出回路により検出された両端電圧が予め設定された閾値未満であるか否かを判定する判定回路と、前記ゼロクロス検出回路で検出された位相に基づき、前記交流電圧の半サイクルの期間中を第１区間、第２区間、及び第３区間の順番で時間的に区分し、前記第１区間では、前記交流電圧のゼロクロス時点において前記判定回路により前記両端電圧が前記閾値未満であると判定された場合、前記両端電圧が前記閾値以上になるまで、前記スイッチング素子を非導通制御して前記負荷への電力供給を遮断し、前記電源部に前記変換動作を行わせ、前記第２区間では、前記スイッチング素子を導通制御して前記負荷に電力供給し、前記第３区間では、前記スイッチング素子を非導通制御して前記負荷への電力供給を遮断する制御部と、を具備している。
本発明の他の態様に係る調光装置は、一対の端子と、前記一対の端子間に接続された開閉部と、前記開閉部を制御する制御部と、前記一対の端子間に接続され前記制御部に電力を供給する電源部と、前記開閉部の導通角を設定する設定部とを備えている。前記開閉部は、ノーマリオフ型のスイッチング素子を備えている。前記電源部は、前記一対の端子間の電圧を全波整流する整流回路と、前記整流回路により全波整流された電圧から直流電圧を生成する定電圧回路と、前記直流電圧が充電されるコンデンサとを備えている。前記制御部は、前記スイッチング素子を駆動する駆動回路と、交流電圧を出力する交流電源と照明負荷との直列回路が前記一対の端子間に接続されたときに前記一対の端子間の電圧のゼロクロスを検出するゼロクロス検出回路とを備えている。また、前記制御部は、前記コンデンサの両端電圧を検出する検出回路と、前記設定部により設定された前記開閉部の導通角に対応するオンデューティ比を含むＰＷＭ信号を前記駆動回路へ出力する出力回路とを備えている。前記制御部は、前記開閉部を制御することで前記照明負荷を逆位相制御するように構成されている。前記出力回路は、前記検出回路により検出された前記両端電圧が予め設定された閾値未満であるか否かを判定する判定回路を備えている。前記出力回路は、前記判定回路により前記両端電圧が前記閾値未満であると判定された場合、前記ゼロクロス検出回路により前記一対の端子間の電圧のゼロクロスが検出されてから前記両端電圧が前記閾値以上になった後、前記ＰＷＭ信号を前記駆動回路へ出力するように構成されている。

この調光装置において、前記判定回路は、前記ゼロクロス検出回路により前記一対の端子間の電圧のゼロクロスが検出された後に、前記両端電圧が前記閾値未満であるか否かを判定するように構成され、前記出力回路は、前記判定回路により前記両端電圧が前記閾値以上と判定されたときに、前記ＰＷＭ信号を前記駆動回路へ出力するように構成されていることが好ましい。

この調光装置において、前記判定回路は、前記ゼロクロス検出回路により前記一対の端子間の電圧のゼロクロスが検出される前に前記両端電圧が前記閾値未満であるか否かを判定し、前記ゼロクロス検出回路により前記一対の端子間の電圧のゼロクロスが検出された後に前記両端電圧が前記閾値未満であるか否かの判定を停止するように構成されていることが好ましい。

本発明の調光装置では、前記出力回路が、前記判定回路により前記両端電圧が前記閾値未満であると判定された場合、前記ゼロクロス検出回路により前記一対の端子間の電圧のゼロクロスが検出されてから前記両端電圧が前記閾値以上になった後、前記ＰＷＭ信号を前記駆動回路へ出力するように構成されている。これにより、本発明の調光装置では、例えば、前記交流電源と前記照明負荷との直列回路を前記一対の端子間に接続する場合、前記両端電圧が前記閾値以上になるまで前記照明負荷に電流が流れ、この電流を前記電源部に供給することが可能となる。よって、本発明の調光装置においては、前記制御部の動作を安定させることが可能となり、照明負荷の点灯状態を、より安定して維持することが可能となる。

本実施形態の調光装置の回路図である。本実施形態の調光装置に関し、交流電源の交流電圧の波形と出力回路からのＰＷＭ信号の波形とを示す図である。

以下、本実施形態の調光装置１０について、図１および図２を参照しながら説明する。

調光装置１０は、例えば、調光器である。調光器は、埋込型配線器具用の取付枠（図示せず）に取り付けられるように構成されている。

調光装置１０は、一対の端子１，２と、一対の端子１，２間に電気的に接続された開閉部３と、開閉部３を制御する制御部４と、制御部４に電力を供給する電源部５と、開閉部３の導通角を設定する設定部６とを備えている。開閉部３の導通角は、開閉部３が導通状態である期間に相当する。

一対の端子１，２間には、電源部５が電気的に接続されている。また、一対の端子１，２間には、交流電圧Ｖａを出力する交流電源３０と照明負荷３１との直列回路を電気的に接続することができる。交流電源３０は、例えば、商用電源である。照明負荷３１は、例えば、ＬＥＤ照明装置である。ＬＥＤ照明装置は、例えば、ＬＥＤ電球であってもよい。なお、調光装置１０は、交流電源３０と照明負荷３１とを構成要件として含まない。また、調光装置１０では、ＬＥＤ照明装置としてＬＥＤ電球を用いているが、これに限らない。ＬＥＤ照明装置は、例えば、ダウンライト、シーリングライトなどであってもよい。また、以下では、説明の便宜上、一対の端子１，２のうち一方の端子１を「第１入力端子１」と称し、他方の端子２を「第２入力端子２」と称することもある。

開閉部３は、ノーマリオフ型のスイッチング素子７を複数（本実施形態では、２つ）備えている。各スイッチング素子７は、例えば、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。

調光装置１０では、２つのスイッチング素子７，７が、互いのソース電極同士を接続して逆直列に接続されている。また、調光装置１０は、各スイッチング素子７としてｎチャネルＭＯＳＦＥＴを用いているが、これに限らない。各スイッチング素子７は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）であってもよい。

制御部４は、開閉部３を制御することで照明負荷３１を逆位相制御するように構成されている。逆位相制御とは、交流電源３０の交流電圧Ｖａがゼロのときに各スイッチング素子７をオフ状態からオン状態にし、交流電源３０の交流電圧Ｖａがゼロ以外のときに各スイッチング素子７をオン状態からオフ状態にすることによって照明負荷３１に流れる電流（照明負荷３１に供給される電力）を制御することを意味する。

制御部４は、例えば、適宜のプログラムが搭載されたマイクロコンピュータである。プログラムは、例えば、マイクロコンピュータに予め設けられたメモリ（図示せず）に記憶されている。

電源部５は、一対の端子１，２間の電圧Ｖ１を全波整流する整流回路１２と、整流回路１２により全波整流された電圧から直流電圧（以下、「第１直流電圧」）を生成する定電圧回路１３と、第１直流電圧が充電されるコンデンサ１４とを備えている。コンデンサ１４は、例えば、電解コンデンサである。

整流回路１２は、例えば、ダイオードブリッジである。ダイオードブリッジにおける一対の入力端のうちの一方の入力端は、第１入力端子１と電気的に接続されている。ダイオードブリッジにおける一対の入力端のうちの他方の入力端は、第２入力端子２と電気的に接続されている。ダイオードブリッジにおける一対の出力端のうちの一方の出力端は、ゼロクロス検出回路９と電気的に接続されている。ダイオードブリッジにおける一対の出力端のうちの他方の出力端は、各スイッチング素子７のソース電極と電気的に接続されている。

定電圧回路１３は、例えば、３端子レギュレータである。３端子レギュレータの入力端子は、ダイオードブリッジにおける上記一方の出力端と電気的に接続されている。３端子レギュレータの出力端子は、コンデンサ１４の高電位側の端子と電気的に接続されている。３端子レギュレータのグランド端子は、各スイッチング素子７のソース電極と電気的に接続されている。また、３端子レギュレータのグランド端子は、コンデンサ１４の低電位側の端子と電気的に接続されている。なお、調光装置１０は、定電圧回路１３として３端子レギュレータを用いているが、これに限らない。定電圧回路１３は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータであってもよい。

コンデンサ１４の高電位側の端子は、制御部４と電気的に接続されている。また、コンデンサ１４の高電位側の端子は、設定部６と電気的に接続されている。

制御部４は、２つのスイッチング素子７，７を駆動する駆動回路８と、一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスを検出するゼロクロス検出回路９とを備えている。また、制御部４は、コンデンサ１４の両端電圧を検出する検出回路２１と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号Ｓ１を駆動回路８へ出力する出力回路１１とを備えている。

駆動回路８は、例えば、各スイッチング素子７のオンオフを制御するように構成されている。駆動回路８は、各スイッチング素子７のゲート電極と電気的に接続されている。また、駆動回路８は、コンデンサ１４の高電位側の端子と電気的に接続されている。さらに、駆動回路８は、各スイッチング素子７のソース電極と電気的に接続されている。

ゼロクロス検出回路９は、コンデンサ１４の高電位側の端子と電気的に接続されている。また、ゼロクロス検出回路９は、出力回路１１と電気的に接続されている。さらに、ゼロクロス検出回路９は、各スイッチング素子７のソース電極と電気的に接続されている。

検出回路２１は、コンデンサ１４の高電位側の端子と電気的に接続されている。また、検出回路２１は、出力回路１１と電気的に接続されている。さらに、検出回路２１は、各スイッチング素子７のソース電極と電気的に接続されている。

出力回路１１は、コンデンサ１４の高電位側の端子および設定部６それぞれと電気的に接続されている。また、出力回路１１は、駆動回路８と電気的に接続されている。さらに、出力回路１１は、各スイッチング素子７のソース電極と電気的に接続されている。

なお、調光装置１０では、制御部４としてマイクロコンピュータを用いているが、これに限らない。制御部４は、例えば、制御用ＩＣ（Integrated Circuit）であってもよい。また、制御部４は、例えば、ディスクリート部品を組み合わせて構成してもよい。

設定部６は、可変抵抗器２０と、可変抵抗器２０のボリューム（図示せず）に取り付けられた操作部（図示せず）とを備えている。可変抵抗器２０は、開閉部３の導通角に対応する第２直流電圧を設定するための抵抗値を可変とするように構成されている。可変抵抗器２０は、例えば、３つの端子を備えたポテンショメータである。ポテンショメータは、分圧器として使用される。ポテンショメータは、２つの端子（以下、第１端子と第２端子）が抵抗素子の両端に接続され、残りの端子（以下、第３端子）が抵抗素子に沿って機械的に移動することができる摺動接点に接続されている。

ポテンショメータの第１端子は、コンデンサ１４の高電位側の端子と電気的に接続されている。ポテンショメータの第２端子は、各スイッチング素子７のソース電極と電気的に接続されている。ポテンショメータの第３端子は、出力回路１１と電気的に接続されている。調光装置１０では、可変抵抗器２０の抵抗値によって、第２直流電圧の電圧値が設定される。つまり、調光装置１０では、可変抵抗器２０の抵抗値によって、開閉部３の導通角の大きさが設定される。

調光装置１０では、上記メモリに、第２直流電圧の電圧値とＰＷＭ信号Ｓ１のオンデューティ比とが対応付けられたデータテーブル（図示せず）が、記憶されている。出力回路１１は、データテーブルに基づいて、第２直流電圧の電圧値に対応するＰＷＭ信号Ｓ１のオンデューティ比を決定するように構成されている。また、出力回路１１は、第２直流電圧の電圧値に対応するＰＷＭ信号Ｓ１のオンデューティ比を含むＰＷＭ信号Ｓ１を、駆動回路８へ出力するように構成されている。要するに、出力回路１１は、設定部６により設定された開閉部３の導通角に対応するオンデューティ比を含むＰＷＭ信号Ｓ１を駆動回路８へ出力するように構成されている。

調光装置１０では、上記操作部が操作されることによって、可変抵抗器２０の抵抗値が変更される。言い換えれば、調光装置１０では、上記操作部が操作されることによって、開閉部３の導通角の大きさが変更される。

なお、調光装置１０では、可変抵抗器２０としてロータリーポテンショメータを用いているが、これに限らない。可変抵抗器２０は、例えば、リニアポテンショメータであってもよい。

出力回路１１は、検出回路２１により検出されたコンデンサ１４の両端電圧が予め設定された閾値未満であるか否かを判定する判定回路２２を備えている。判定回路２２は、例えば、コンパレータである。閾値は、例えば、上記メモリに記憶されている。

出力回路１１は、判定回路２２によりコンデンサ１４の両端電圧が閾値未満であると判定された場合、ゼロクロス検出回路９により一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出されてからコンデンサ１４の両端電圧が閾値以上になった後、ＰＷＭ信号Ｓ１を駆動回路８へ出力するように構成されている。図２中の縦軸のＶａは、交流電源３０の交流電圧を表している。図２中の縦軸のＳ１は、出力回路１１からのＰＷＭ信号を表している。図２中の各横軸は、時間を表している。図２中のｔ０は、ゼロクロス検出回路９により一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出された時点を表している。図２中のｔ１は、コンデンサ１４の両端電圧が閾値以上になった時点と開閉部３が遮断状態から導通状態になった時点とを表している。図２中のｔ２は、開閉部３が導通状態から遮断状態になった時点を表している。

調光装置１０では、判定回路２２によりコンデンサ１４の両端電圧が閾値未満であると判定された場合、一対の端子１，２間の電圧Ｖ１がゼロクロスする時点からコンデンサ１４の両端電圧が閾値以上になった後、開閉部３が遮断状態から導通状態となる。つまり、調光装置１０では、コンデンサ１４の両端電圧が閾値未満の場合に、一対の端子１，２間の電圧Ｖ１がゼロクロスしたとしても、コンデンサ１４の両端電圧が閾値以上になるまで開閉部３が遮断状態から導通状態にならない。言い換えれば、調光装置１０では、コンデンサ１４の両端電圧が閾値未満の場合に、一対の端子１，２間の電圧Ｖ１がゼロクロスしたとしても、コンデンサ１４の両端電圧が閾値以上になるまで開閉部３が遮断状態であるため、コンデンサ１４に第１直流電圧が充電される。これにより、調光装置１０では、開閉部３が遮断状態から導通状態になったとき、特許文献１に記載された調光装置（以下、「従来例の調光装置」）に比べて、制御部４の動作を安定させることが可能となる。よって、調光装置１０では、従来例の調光装置に比べて、照明負荷３１の点灯状態を、より安定して維持することが可能となる。また、調光装置１０では、従来例の調光装置に比べて、照明負荷３１の点灯状態を、より安定して維持することができるので、点灯状態を維持できる照明負荷３１の種類を増やすことが可能となる。

判定回路２２は、ゼロクロス検出回路９により一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出された後に、コンデンサ１４の両端電圧が閾値未満であるか否かを判定するように構成されていることが好ましい。出力回路１１は、判定回路２２によりコンデンサ１４の両端電圧が閾値以上と判定されたときに、ＰＷＭ信号Ｓ１を駆動回路８へ出力するように構成されていることが好ましい。これにより、調光装置１０では、一対の端子１，２間の電圧Ｖ１がゼロクロスする前にコンデンサ１４の両端電圧が閾値以上である場合、一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出された後にＰＷＭ信号Ｓ１を駆動回路８へ出力することが可能となる。よって、調光装置１０では、一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出されてからコンデンサ１４の両端電圧が閾値以上になった後にＰＷＭ信号Ｓ１を駆動回路８へ出力した場合に比べて、出力回路１１からＰＷＭ信号Ｓ１が出力される時間を、短くすることが可能となる。しかして、調光装置１０では、一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出されてからコンデンサ１４の両端電圧が閾値以上になった後にＰＷＭ信号Ｓ１を駆動回路８へ出力した場合に比べて、照明負荷３１に流れる電流が少ないゼロクロス近傍で開閉部３をスイッチングさせることができるため、低ノイズ化を図ることが可能となる。「判定回路２２によりコンデンサ１４の両端電圧が閾値以上と判定されたとき」とは、判定回路２２によりコンデンサ１４の両端電圧が閾値以上と判定された時点を意味するが、これに限らない。「判定回路２２によりコンデンサ１４の両端電圧が閾値以上と判定されたとき」とは、例えば、判定回路２２によりコンデンサ１４の両端電圧が閾値以上と判定された時点から所定期間が経過するまでの間における時点であってもよい。

また、判定回路２２は、ゼロクロス検出回路９により一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出される前にコンデンサ１４の両端電圧が閾値未満であるか否かを判定するように構成されていることが好ましい。また、判定回路２２は、ゼロクロス検出回路９により一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出された後にコンデンサ１４の両端電圧が閾値未満であるか否かの判定を停止するように構成されていることが好ましい。これにより、調光装置１０では、例えば、照明負荷３１の調光レベルが低い場合、開閉部３が導通状態から遮断状態になった時点から一対の端子１，２間の電圧Ｖ１がゼロクロスする時点までの期間が長くなり、この期間にコンデンサ１４が充電されるため、一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出される前に、コンデンサ１４の両端電圧が閾値よりも大きくなっている。よって、調光装置１０では、照明負荷３１の調光レベルが低い場合、一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出されたときに、ＰＷＭ信号Ｓ１を駆動回路８へ出力することが可能となる。そのため、調光装置１０では、例えば、照明負荷３１に流れる電流が小さいときに、開閉部３を遮断状態から導通状態にすることが可能となり、一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出されてからコンデンサ１４の両端電圧が閾値以上になった後にＰＷＭ信号Ｓ１を駆動回路８へ出力した場合に比べて、低ノイズ化を図ることが可能となる。

調光装置１０では、照明負荷３１としてＬＥＤ照明装置を用いているが、これに限らない。照明負荷３１は、例えば、白熱電球であってもよい。白熱電球は、例えば、ハロゲン電球、クリプトン電球などであってもよい。

以上説明した本実施形態の調光装置１０は、一対の端子１，２と、一対の端子１，２間に接続された開閉部３と、開閉部３を制御する制御部４と、一対の端子１，２間に接続され制御部４に電力を供給する電源部５と、開閉部３の導通角を設定する設定部６とを備えている。開閉部３は、ノーマリオフ型のスイッチング素子７を備えている。電源部５は、一対の端子１，２間の電圧Ｖ１を全波整流する整流回路１２と、整流回路１２により全波整流された電圧から直流電圧（第１直流電圧）を生成する定電圧回路１３と、前記直流電圧が充電されるコンデンサ１４とを備えている。制御部４は、スイッチング素子７を駆動する駆動回路８と、交流電圧Ｖａを出力する交流電源３０と照明負荷３１との直列回路が一対の端子１，２間に接続されたときに一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスを検出するゼロクロス検出回路２１とを備えている。また、制御部４は、コンデンサ１４の両端電圧を検出する検出回路２１と、設定部６により設定された開閉部３の導通角に対応するオンデューティ比を含むＰＷＭ信号Ｓ１を駆動回路８へ出力する出力回路１１とを備えている。制御部４は、開閉部３を制御することで前記照明負荷を逆位相制御するように構成されている。出力回路１１は、検出回路２１により検出された前記両端電圧が予め設定された閾値未満であるか否かを判定する判定回路２２を備えている。出力回路１１は、判定回路２２により前記両端電圧が前記閾値未満であると判定された場合、ゼロクロス検出回路９により一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出されてから前記両端電圧が前記閾値以上になった後、ＰＷＭ信号Ｓ１を駆動回路８へ出力するように構成されている。これにより、調光装置１０では、従来例の調光装置に比べて、制御部４の動作を安定させることが可能となり、照明負荷３１の点灯状態を、より安定して維持することが可能となる。

判定回路２２は、ゼロクロス検出回路９により一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出された後に、前記両端電圧が前記閾値未満であるか否かを判定するように構成され、出力回路１１は、判定回路２２により前記両端電圧が前記閾値以上と判定されたときに、ＰＷＭ信号Ｓ１を駆動回路８へ出力するように構成されていることが好ましい。これにより、調光装置１０では、一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出された後にＰＷＭ信号Ｓ１を駆動回路８へ出力することが可能となる。よって、調光装置１０では、一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出されてからコンデンサ１４の両端電圧が閾値以上になった後にＰＷＭ信号Ｓ１を駆動回路８へ出力した場合に比べて、出力回路１１からＰＷＭ信号Ｓ１が出力される時間を、短くすることが可能となる。しかして、調光装置１０では、一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出されてからコンデンサ１４の両端電圧が閾値以上になった後にＰＷＭ信号Ｓ１を駆動回路８へ出力した場合に比べて、照明負荷３１に流れる電流が少ないゼロクロス近傍で開閉部３をスイッチングさせることができるため、低ノイズ化を図ることが可能となる。

判定回路２２は、ゼロクロス検出回路９により一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出される前に前記両端電圧が前記閾値未満であるか否かを判定し、ゼロクロス検出回路９により一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出された後に前記両端電圧が前記閾値未満であるか否かの判定を停止するように構成されていることが好ましい。これにより、調光装置１０では、例えば、照明負荷３１の調光レベルが低い場合、開閉部３が導通状態から遮断状態になった時点から一対の端子１，２間の電圧Ｖ１がゼロクロスする時点までの期間が長くなり、この期間にコンデンサ１４が充電されるため、一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出される前に、コンデンサ１４の両端電圧が閾値よりも大きくなっている。よって、調光装置１０では、照明負荷３１の調光レベルが低い場合、一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出されたときに、ＰＷＭ信号Ｓ１を駆動回路８へ出力することが可能となる。そのため、調光装置１０では、例えば、照明負荷３１に流れる電流が小さいときに、開閉部３を遮断状態から導通状態にすることが可能となり、一対の端子１，２間の電圧Ｖ１のゼロクロスが検出されてからコンデンサ１４の両端電圧が閾値以上になった後にＰＷＭ信号Ｓ１を駆動回路８へ出力した場合に比べて、低ノイズ化を図ることが可能となる。

１端子
２端子
３開閉部
４制御部
５電源部
６設定部
７スイッチング素子
８駆動回路
９ゼロクロス検出回路
１０調光装置
１１出力回路
１２整流回路
１３定電圧回路
１４コンデンサ
２１検出回路
２２判定回路
３０交流電源
３１照明負荷
Ｓ１ＰＷＭ信号
Ｖ１一対の端子間の電圧
Ｖａ交流電圧

Claims

一対の端子と、前記一対の端子間に接続された開閉部と、前記開閉部を制御する制御部と、前記一対の端子間に接続され前記制御部に電力を供給する電源部と、前記開閉部の導通角を設定する設定部とを備え、
前記制御部は、交流電圧の半サイクルの期間中、前記交流電圧のゼロクロス時点から待機時間の間、前記開閉部を遮断し、前記待機時間の経過時点から前記設定部で設定された導通角に応じた電力供給時間の間、前記開閉部を導通させ、前記電力供給時間の経過時点から前記半サイクルの終点まで、前記開閉部を遮断し、
前記待機時間は、長さがゼロ以上の時間であって、前記ゼロクロス時点での前記電源部が前記制御部に供給する電力の電圧値が閾値未満の場合は、前記ゼロクロス時点から前記電圧値が前記閾値以上になるまでの時間である
ことを特徴とする調光装置。
前記ゼロクロス時点での前記電源部が前記制御部に供給する電力の前記電圧値が前記閾値以上の場合は、前記待機時間の長さはゼロである
ことを特徴とする請求項１記載の調光装置。
交流電源に対して負荷と直列に接続され、前記負荷に供給する交流電圧を位相制御するスイッチング素子と、
前記交流電源の交流電圧の位相を検出するゼロクロス検出回路と、
前記スイッチング素子と並列に接続され、前記交流電源を所定の制御電源に変換する変換動作を行い、前記制御電源を蓄積する容量性素子を有する電源部と、
前記容量性素子の両端電圧を検出する検出回路と、
前記検出回路により検出された両端電圧が予め設定された閾値未満であるか否かを判定する判定回路と、
前記ゼロクロス検出回路で検出された位相に基づき、前記交流電圧の半サイクルの期間中を第１区間、第２区間、及び第３区間の順番で時間的に区分し、
前記第１区間では、前記交流電圧のゼロクロス時点において前記判定回路により前記両端電圧が前記閾値未満であると判定された場合、前記両端電圧が前記閾値以上になるまで、前記スイッチング素子を非導通制御して前記負荷への電力供給を遮断し、前記電源部に前記変換動作を行わせ、前記第２区間では、前記スイッチング素子を導通制御して前記負荷に電力供給し、前記第３区間では、前記スイッチング素子を非導通制御して前記負荷への電力供給を遮断する制御部と、を具備している
ことを特徴とする調光装置。