JP7149635B2 - 調光装置 - Google Patents
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Description
(1.1)構成
以下、本実施形態の調光装置1について説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。本実施形態の調光装置1は、図1に示すように、一対の入力端子11,12、双方向スイッチ2、位相検出部3、入力部4、電源部5、制御部6、スイッチ駆動部9、ダイオードD1,D2、及び停止部13を備えている。
(1.2.1)起動動作
まず、本実施形態の調光装置1の通電開始時の起動動作について説明する。
次に、本実施形態の調光装置1の調光動作について、図2を参照して説明する。図2では、交流電圧「Vac」、第1検出信号「ZC1」、第1マスク処理「MASK1」、第2検出信号「ZC2」、第2マスク処理「MASK2」、第1制御信号「Sb1」、第2制御信号「Sb2」、及び遮断信号「Ss1」を示している。ここで、第1検出信号ZC1は第1検出部31による検出信号、第2検出信号ZC2は第2検出部32による検出信号である。第1マスク処理MASK1はマスク部61による第1検出信号ZC1に対するマスク処理(無効化処理)、第2マスク処理MASK2はマスク部61による第2検出信号ZC2に対するマスク処理である。ここでは、第1検出信号ZC1が「H」レベルから「L」レベルに変化することをもって、第1検出信号ZC1が発生したこととする。また、第2検出信号ZC2が「H」レベルから「L」レベルに変化することをもって、第2検出信号ZC2が発生したこととする。つまり、第1検出信号ZC1及び第2検出信号ZC2は、ゼロクロス点の検出時に「H」レベルから「L」レベルに変化する信号である。
以上説明したように、本実施形態に係る調光装置1は、双方向スイッチ2と、位相検出部3と、電源部5と、制御部6と、を具備している。
以下、本実施形態とは異なる逆位相制御方式を比較例とし、本実施形態の制御方式と比較例の制御方式とを対比した場合の、両者の相違点について図3を参照して説明する。
図3に〔X〕で示すように、本実施形態では双方向スイッチ2が双方向オン状態となる期間(第二の期間T2)が存在するのに対して、比較例では双方向スイッチ2が双方向オン状態となる期間が存在しない点で相違する。
図3に〔Y〕で示すように、交流電圧Vacのゼロクロス点の前後に、本実施形態では双方向スイッチ2が双方向オフ状態となる期間(第一の期間T1,第四の期間T4)が存在するのに対して、比較例ではこのような期間が存在しない点で相違する。
調光装置の制御方式には、逆位相制御方式(トレーリングエッジ方式)の他、交流電圧Vacの半周期の途中からゼロクロス点までの期間に一対の入力端子11,12間が導通する、正位相制御方式(リーディングエッジ方式)がある。逆位相制御方式は、光源としてのLED素子を備えた負荷7に、ゼロクロス点から電力供給を開始するため、電力供給開始時の電流波形歪みを小さく抑えることができる。これにより、調光装置に接続可能な負荷7の数(灯数)が増えたり、うなり音の発生を抑制できたりする利点がある。
(1.6.1)変形例1
実施形態1の変形例1に係る調光装置1Aは、図4に示すように、双方向スイッチ2に相当する部分が、実施形態1の調光装置1と相違する。以下、実施形態1と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。
実施形態1の変形例2に係る調光装置1Bは、図5に示すように、制御部6Bが、1回のゼロクロス点の検出信号に基づいて、半周期以上先の交流電圧Vacのゼロクロス点を推定するように構成されている点で、実施形態1の調光装置1と相違する。調光装置1Bの回路構成は、実施形態1の調光装置1と同じである。以下、実施形態1と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。
以下、上述した変形例1,2以外の実施形態1の変形例を列挙する。
本実施形態の調光装置1Cは、図7に示すように、制御電源の電圧(容量性素子C1の電圧)を検出する電圧検出部53をさらに備える点で、実施形態1の調光装置1と相違する。以下、実施形態1と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。
上述の実施形態1(変形例を含む)及び実施形態2では、交流電圧Vacの半周期の始点(ゼロクロス点)t0の前後(第一の期間T1、第四の期間T4)に亘って、交流電源8から電源部5への電力供給を確保しているが、これに限られない。
2,2A 双方向スイッチ(開閉部)
3 位相検出部
4 入力部(設定部)
5,5C 電源部
6,6B,6C 制御部
7 負荷
8 交流電源
11 入力端子(端子)
12 入力端子(端子)
13 停止部
53 電圧検出部
61 マスク部
C1 容量性素子
Q1 スイッチ素子
Q2 スイッチ素子
Q3 スイッチ素子
t0 半周期の始点(ゼロクロス点)
t1 第1時点
t2 第2時点
t3 第3時点
t4 半周期の終点(ゼロクロス点)
Vac 交流電圧
ZC1 第1検出信号
ZC2 第2検出信号
Claims (3)
- 負荷と交流電源との間に電気的に接続される一対の入力端子と、
前記一対の入力端子間において、双方向の電流の遮断と通過とを切替え可能であり、制御可能な2つの半導体スイッチを備える双方向スイッチと、
前記交流電源の交流電圧の位相を検出する位相検出部と、
前記負荷の出力の大きさを指定する調光レベルが入力される入力部と、
前記調光レベルに応じて前記双方向スイッチを制御する制御部と、
前記一対の入力端子に電気的に接続されて、前記制御部への電源を生成し、前記制御部によって前記交流電源からの電力供給を制御可能な電源部と、
前記一対の入力端子と前記電源部との間に接続され、前記制御部からの制御を受けて、前記交流電源から前記電源部への電力の供給、又は、電力供給の遮断の制御が可能な開閉部と、を備え、
前記制御部は、
前記交流電圧の半周期の区間における第1時点から前記調光レベルに応じた第1期間が経過する第2時点までの第1の区間において、前記2つの半導体スイッチの両方の制御信号を第一の信号として前記双方向スイッチをオン状態に制御する、
調光装置。 - 前記制御部は、前記第2時点から第2期間が経過する第3時点から、前記半周期の区間の終点までの第2の区間において、前記2つの半導体スイッチの両方の制御信号を前記第一の信号と異なる第二の信号として前記双方向スイッチをオフ状態に制御する、
請求項1に記載の調光装置。 - 前記制御部は、前記位相検出部が検出した前記交流電圧の前記半周期の始点を含む所定の区間において、前記交流電源から前記電源部へ電力を供給するように前記開閉部を制御する、
請求項1又は2に記載の調光装置。
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