JP2002015880A

JP2002015880A - 照明装置

Info

Publication number: JP2002015880A
Application number: JP2000195117A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Takami; 宏之高見
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】調光器と調光用照明器具との間の接続の自由
度を高めるとともに、市場のオープン化の要請にも応え
られるようにした照明装置を提供する。【解決手段】出力レベル設定部５の出力レベル信号に
応じて制御部６にて調光信号Ｓａ〜Ｓｅを作成し、この
調光信号Ｓａ〜Ｓｅを調光信号出力部７ａ〜７ｅより出
力する調光器１と、調光信号Ｓａ〜Ｓｅをランプ信号に
変換して出力する調光用安定器３と、ランプ信号により
調光されるランプ４とを有し、調光器１には調光信号種
別設定部１２を設け、かつ、制御部６は、複数種類の調
光信号形式を予め記憶しているとともに、調光信号種別
設定部１２の設定信号に基づいて調光信号形式を選択
し、選択された調光信号形式の調光信号Ｓａ〜Ｓｅを出
力するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、調光機能を有する
照明装置に係り、特には、照明器具に電力を供給する交
流電源のオン／オフ制御の技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、調光用の照明装置は、図４に示
すように、インバータ蛍光灯などの照明器具１と、この
照明器具１を調光制御する調光器２０と、この調光器２
０に調光指令信号を入力する調光操作盤３とを備えてい
る。

【０００３】従来の調光器２０は、図５に示すように、
調光操作盤３から入力端子４を介して入力される調光指
令信号に応じてＰＷＭ変調された調光信号を出力するＰ
ＷＭ回路５と、照明器具１に印加される商用の交流電源
をオン／オフするラッチング式のリレー（詳しくはその
接点）６ａ，６ｂと、ＰＷＭ回路５から出力される調光
信号のデューティ比を検出して交流電源をオンするため
の電源オン信号を出力するオン信号出力回路７と、この
オン信号出力回路７からの電源オン信号に応答してリレ
ー６ａ，６ｂ（詳しくはその励磁コイル）を励磁する励
磁回路８とを有している。上記の調光器２０の具体的な
回路構成を図６に示す。なお、図６において、図５のブ
ロック図に対応する部分には同一の符号を付している。

【０００４】上記構成の照明装置において、調光操作盤
３に設けられている図示しないスライドボリュームなど
を操作すると、この調光操作盤３からは、図７（ｂ）に
示すようなアナログ直流電圧の調光指令信号Ｂが調光器
２０のＰＷＭ回路５に入力される。ＰＷＭ回路５は、図
７（ａ）に示すように、その内部の図示しない発振器で
発生される一定周波数（たとえば１ＫＨｚ）の三角波の
キャリア信号Ｙと上記の調光指令信号Ｂとを比較し、調
光指令信号Ｂの電圧レベルがキャリア信号Ｙよりも大き
い場合には、図示しないトランジスタをオンするなどし
て、図７（ｃ）に示すようなＰＷＭ変調された調光信号
Ｐを出力する。

【０００５】従って、この調光信号Ｐは、１周期の時間
Ｔは常に一定であるが、調光操作盤３を操作して調光指
令信号Ｂの電圧レベルを次第に大きくするのに従って、
ハイレベルの期間ＴONが短くなる。つまり、調光指令信
号Ｂの電圧レベルが大きくなる程、調光信号Ｐのデュー
ティ比（＝ＴON／Ｔ）が小さくなる特性を有している。
そして、調光信号Ｐのデューティ比が小さくなるほど、
照明器具１側では、その内部のインバータ回路の実効電
圧が高くなって明るい照明となる。

【０００６】なお、調光指令信号Ｂが一定の電圧レベル
に保持されているときには、調光信号Ｐは、一定のデュ
ーティ比に保たれる。すなわち、調光指令信号Ｂの電圧
レベルが低く設定保持されたときには、図８（ａ）に示
すようなデューティ比の大きいＰＷＭ変調された調光信
号Ｐａが出力され、調光指令信号Ｂの電圧レベルが高く
設定保持されたときには、図８（ｂ）に示すようなデュ
ーティ比の小さいＰＷＭ変調された調光信号Ｐｂが出力
されることになる。

【０００７】一方、オン信号出力回路７は、図９（ａ）
に示すように、ＰＷＭ回路５から出力される調光信号Ｐ
のデューティ比を常時検出している。交流電源のオフ時
は、調光操作盤３からの調光指令信号Ｂの電圧レベルが
小さいために、ＰＷＭ回路５から出力される調光信号Ｐ
のデューティ比は１００％であるが、この状態から調光
操作盤３を操作して調光指令信号Ｂの電圧レベルを次第
に大きくしていき、これに伴う調光信号Ｐのデューティ
比が一定値（例えば９８％）を下回ると、オン信号出力
回路７は、これに応じて図９（ｂ）に示すような交流電
源をオンするための電源オン信号Ｇを出力する。

【０００８】励磁回路８は、オン信号出力回路７から電
源オン信号Ｇが与えられると、これに応じてリレー６
ａ，６ｂを励磁するが、リレー６ａ，６ｂには機械的な
動作に伴う遅れ時間Ｔｄが存在するため、図９（ｃ）に
示すように、電源オン信号Ｇが出力されてから遅れ時間
Ｔｄが経過した後に始めて実際にオンし、このときに商
用の交流電源からの電力が照明器具１に供給される。こ
れに並行し、ＰＷＭ回路５で発生された調光信号Ｐも照
明器具１に与えられるので、この調光信号Ｐにより照明
器具１が内蔵するインバータ回路の実効電圧が変化され
て調光される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
の照明装置においては、調光器２０のオン信号出力回路
７からの電源オン信号Ｇの出力によって単純に励磁回路
８を起動してリレー６ａ，６ｂをオンする構成としてい
るので、リレー６ａ，６ｂが実際にオンするタイミング
は、交流電源電圧のゼロクロス点付近の位置に必ずしも
一致せず、ゼロクロス点付近からずれた位置になること
がある。そして、交流電源電圧のゼロクロス点からずれ
た位置、たとえば電源電圧が最大値になるときにリレー
６ａ，６ｂがオンしたときには、照明器具１の定格電流
の数十倍の突入電流が瞬時に流れて接点が劣化したり溶
着するなどの不都合が生じる。このような不都合を回避
するため、従来技術では、接点定格に十分な容量の余裕
があるリレー６ａ，６ｂを使用しているが、このような
リレー６ａ，６ｂを使用するときには、小型化、低廉化
を十分に図ることができない。

【００１０】そこで、従来技術では、オン信号出力回路
７の後段側に、抵抗やコンデンサを組み合わせた所定の
ＣＲ時定数を有する遅延回路を設け、この遅延回路によ
ってオン信号出力回路７からの電源オン信号Ｇを所定時
間だけ遅延させて交流電源電圧のゼロクロス点付近でリ
レー６ａ，６ｂがオンするようにし、これによって、リ
レー６ａ，６ｂの突入電流の発生を回避することが考え
られている。

【００１１】しかしながら、調光器２０にこのような抵
抗やコンデンサを組み合わせてなる遅延回路を設ける場
合、他の回路５，７，８の発熱等による影響によって遅
延時間が変動し易く、常に安定した遅延時間を確保する
ことが難しい。

【００１２】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、交流電源電圧のゼロクロス点に一致したタイミン
グでリレーが常にオンするようにして、突入電流の発生
を抑えてリレーの小型化、低廉化を図るとともに、リレ
ーをオンするタイミングをとるための遅延時間が周囲温
度によって殆ど影響されない安定した特性を備えた照明
装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、照明器具と、この照明器具を調光制御
する調光器とを備え、前記調光器は、ＰＷＭ変調された
調光信号を出力するＰＷＭ回路と、前記照明器具に印加
される交流電源をオン／オフするリレーと、前記交流電
源をオンするための電源オン信号を出力するオン信号出
力回路とを有する照明装置において、その調光器を次の
ように構成している。

【００１４】すなわち、請求項１記載に係る照明装置に
おいては、その調光器は、交流電源のゼロクロス点を検
出してそれに同期したゼロクロス検出信号を出力するゼ
ロクロス検出回路と、前記電源オン信号が入力された後
にゼロクロス検出信号が入力された時点で前記ＰＷＭ回
路から出力される調光信号のカウントを開始しそのカウ
ント値が所定値に達したときに前記リレーの励磁を開始
する励磁開始信号を出力するカウンタとを具備した構成
としている。

【００１５】これにより、調光信号をカウンタによって
カウントするため、カウンタのカウント値が所定値に達
したときに出力される励磁開始信号の出力タイミング
は、周囲温度によって殆ど影響されず、従って、予めリ
レーの機械的な動作遅れ時間を見越してカウンタの所定
値を設定しておけば、交流電源電圧のゼロクロス点に一
致したタイミングでリレーが常にオンするようになる。
その結果、リレーがオンする際の突入電流の発生を抑え
てリレーの小型化、低廉化を図ることができる。また、
請求項２記載に係る照明装置においては、交流電源の周
波数に対応した切換スイッチを備え、この切換スイッチ
の切り換えに応じて前記カウンタの所定値が切り換えら
れる構成としている。これにより、商用の交流電源の周
波数が地域によって異なる場合でも対応することができ
る。

【００１６】また、請求項３記載に係る照明装置におい
ては、前記ゼロクロス検出信号に基づいて前記交流電源
の周波数を判別する周波数判別部を備え、この周波数判
別部の判別信号に応じて前記カウンタの所定値が切り換
えられる構成としている。これにより、商用交流電源の
周波数の違いに応じてカウンタに予め設定すべき所定値
が自動的に切り換えられるため、周波数が地域によって
異なる場合でも極めて容易に対応することができる。

【００１７】さらに、請求項４記載に係る照明装置にお
いては、請求項１ないし請求項３記載のいずれかのもの
に、前記調光信号とは別個のクロックパルスを発生する
発振器を備え、前記カウンタがこの発振器のクロックパ
ルスをカウントする構成としている。これにより、調光
信号Ｐよりも発振器のクロックパルスの周波数が一層安
定している場合には、より確実に交流電源電圧のゼロク
ロス点に一致したタイミングでリレーをオンさせること
ができて都合がよい。

【００１８】さらにまた、請求項５記載に係る照明装置
においては、請求項１ないし請求項４記載のいずれかの
ものの前記カウンタに代えてタイマ回路を使用する構成
としている。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態におけ
る照明装置の要部の構成を示すブロック図であり、図５
に示した従来技術に対応する部分には同一の符号を付
す。この照明装置は、インバータ蛍光灯などの照明器具
１と、この照明器具１を調光制御する調光器２と、この
調光器２に調光指令信号を入力する図示しない調光操作
盤とを備えている。

【００２０】調光器２は、ＰＷＭ回路５、オン信号出力
回路７、励磁回路８、ラッチング式のリレー６ａ，６ｂ
を備えるとともに、さらに、この実施の形態では、ゼロ
クロス検出回路１２およびカウンタ１４が設けられてい
る。ＰＷＭ回路５は、図外の調光操作盤から入力端子４
を介して入力される調光指令信号に応じてＰＷＭ変調さ
れた調光信号を出力するものである。また、リレー６
ａ，６ｂは、その接点により照明器具１に印加される商
用の交流電源をオン／オフするものである。オン信号出
力回路７は、ＰＷＭ回路５から出力される調光信号のデ
ューティ比を検出して交流電源をオンするための電源オ
ン信号を出力するものである。ゼロクロス検出回路１２
は、交流電源電圧のゼロクロス点を検出してこれに同期
したゼロクロス検出信号を出力するものである。

【００２１】カウンタ１４は、ここではダウンカウンタ
が使用されており、オン信号出力回路７からの電源オン
信号が入力された後にゼロクロス検出回路１２からのゼ
ロクロス検出信号が入力された時点で、ＰＷＭ回路５か
ら出力される調光信号のカウントを開始し、そのカウン
ト値が所定値Ｎｐに達したときにリレー６ａ，６ｂの励
磁を開始する励磁開始信号を出力するようになってい
る。

【００２２】ここで、上述の「カウンタ１４のカウント
値が所定値Ｎｐに達したとき」とは、所定値Ｎｐをプリ
セット値としてカウントを開始し、次第にカウント値が
減少して零になった時点のことである。なお、ダウンカ
ウンタに代えてアップカウンタを使用することもでき
る。その場合は、カウント値が零からカウントを開始
し、次第にカウント値が増加して所定値Ｎｐに一致した
時点で励磁開始信号を出力する構成とすればよい。励磁
回路８は、カウンタ１４から励磁開始信号が与えられた
ときに、これに応じてリレー６ａ，６ｂ（詳しくはその
励磁コイル）を励磁する励磁信号を出力するようになっ
ている。

【００２３】図１に示した調光器２の具体的な回路構成
を図２に示す。なお、図２において、図１のブロック図
に対応する部分には同一の符号を付している。

【００２４】次に、本発明の実施の形態における照明装
置の動作について、図３に示すタイミングチャートを参
照して説明する。図外の調光操作盤から入力端子４を介
して調光指令信号ＢがＰＷＭ回路５に入力されると、Ｐ
ＷＭ回路５からは、この調光指令信号Ｂに応じて図３
（ａ）に示すようなＰＷＭ変調された調光信号Ｐが出力
される（図７参照）。この調光信号Ｐは、照明器具１に
出力されるとともに、オン信号出力回路７およびカウン
タ１４にも与えられる。

【００２５】一方、ゼロクロス検出回路１２は、図３
（ｂ）に示すように、交流電源電圧のゼロクロス点を検
出してこれに同期したゼロクロス検出信号Ｚを出力す
る。そして、このゼロクロス検出信号Ｚがカウンタ１４
に出力される。また、オン信号出力回路７は、ＰＷＭ回
路５から出力される調光信号Ｐのデューティ比を常時検
出しており、交流電源のオフ時における調光信号Ｐのデ
ューティ比が１００％の状態からデューティ比が次第に
小さくなって一定値（たとえば９８％）を下回ると、点
灯操作とみなして図３（ｃ）に示すような交流電源をオ
ンするための電源オン信号Ｇを出力する。そして、この
電源オン信号Ｇがカウンタ１４に出力される。

【００２６】カウンタ１４は、オン信号出力回路７から
のオン信号Ｇが入力された後、次のゼロクロス検出回路
１２からのゼロクロス検出信号Ｚが入力された時点で、
調光信号Ｐのカウントを開始する。このため、図３
（ｄ）に示すように、カウンタ１４の最上位桁の出力Ｑ
はハイレベルとなる。そして、カウンタ１４は、プリセ
ット値Ｎｐから次第にカウント値が減少して零になった
とき（カウンタ１４が調光信号Ｐのカウントを開始して
からＴａ時間の経過後）に最上位桁の出力Ｑはローレベ
ルに反転し、この反転出力Ｑがリレー６ａ，６ｂの励磁
を開始するための励磁開始信号として励磁回路８に出力
される。

【００２７】励磁回路８は、図３（ｅ）に示すようにカ
ウンタ１４からの励磁開始信号が入力されたときに、こ
れに応じてリレー６ａ，６ｂに対して励磁信号Ｒを出力
する。そして、この励磁信号Ｒによってリレー６ａ，６
ｂの励磁コイルが通電されるために接点が動作を始める
が、接点部品には機械的な遅れ時間Ｔｄ（たとえば４ｍ
ｓ）が存在するので、リレー６ａ，６ｂの接点は、励磁
信号Ｒが出力されてから遅れ時間Ｔｄが経過した後に始
めて実際にオンする。

【００２８】従って、リレー６ａ，６ｂの接点が実際に
オンするタイミングが交流電源電圧のゼロクロス点の付
近に一致するようにカウンタ１４の所定値（プリセット
値）Ｎｐを予め設定しておけば、カウンタ１４のカウン
ト値が所定値Ｎｐに達するまでに要する時間Ｔａと、カ
ウンタ１４から出力された励磁開始信号に応答した励磁
信号Ｒによって実際にリレー６ａ，６ｂの接点がオンす
るまでの遅れ時間Ｔｄの合計（＝Ｔａ＋Ｔｄ）は、交流
電源電圧のほぼ１周期に相当することになる。その結
果、リレー６ａ，６ｂの接点が実際にオンするタイミン
グは、交流電源電圧のゼロクロス点付近に常に一致する
ことになる。これにより、リレー６ａ，６ｂがオンする
際の突入電流の発生が抑えられ、リレー６ａ，６ｂの小
型化、低廉化を図ることができる。

【００２９】そして、リレー６ａ，６ｂがオンすると、
図３（ｆ）に示すように、商用の交流電源からの電力が
調光器２を介して照明器具１に供給され、これに並行し
て、ＰＷＭ回路５で発生された調光信号Ｐも照明器具１
に与えられるので、この調光信号Ｐによって照明器具１
が内蔵するインバータ回路の実効電圧が変化されて調光
が行われる。

【００３０】上記の実施の形態の照明装置において、次
の変形例や応用例を考えることができる。まず、調光器
２に、交流電源の周波数に対応した切換スイッチを設
け、この切換スイッチの切り換えに応じてカウンタ１４
の所定値Ｎｐを切り換える構成としてもよい。このよう
な切換スイッチを設ければ、商用の交流電源の周波数が
地域によって異なる場合でも、各周波数に応じた所定値
Ｎｐをカウンタ１４に対して設定できるため、常に交流
電源電圧のゼロクロス点に一致したタイミングでリレー
６ａ，６ｂをオンさせることができる。

【００３１】また、調光器２に、ゼロクロス検出信号に
基づいて交流電源の周波数を判別する周波数判別部を設
け、この周波数判別部の判別信号に応じてカウンタ１４
の所定値Ｎｐが切り換えられるようにしてもよい。この
ような周波数判別部を設ければ、商用交流電源の周波数
の違いによってカウンタ１４に設定する所定値Ｎｐが自
動的に切り換えられるため、周波数が地域によって異な
る場合でも、リレー６ａ，６ｂをオンさせるタイミング
調整を一層容易に行うことができる。

【００３２】また、調光器２に、調光信号Ｐとは別個の
クロックパルスを発生する発振器を別途設け、カウンタ
１４は、電源オン信号Ｇが入力された後にゼロクロス検
出信号Ｚが入力された時点でこの発振器のクロックパル
スをカウントするようにしてもよい。このようにすれ
ば、調光信号Ｐよりも発振器のクロックパルスの周波数
が一層安定している場合には、より確実に交流電源電圧
のゼロクロス点に一致したタイミングでリレーをオンさ
せることができて都合がよい。

【００３３】さらに、カウンタ１４に代えて、水晶発振
子を使用たタイマ回路を使用し、このタイマ回路がタイ
ムアップしたときに、これに応じて励磁回路８に対して
励磁開始信号を出力する構成とすることもできる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１記載の照明装置にあっては、カ
ウンタは調光信号をカウントするため、カウンタのカウ
ント値が所定値に一致したときに出力される励磁開始信
号の出力タイミングは、周囲温度によって殆ど影響され
ない。また、カウンタを使用すれば、その所定値を変更
するだけでリレーがオンするタイミングを調整すること
ができ、タイミング調整を容易に行える。従って、予め
リレーの機械的な動作遅れ時間を見越してカウンタの所
定値を設定しておけば、交流電源電圧のゼロクロス点に
一致したタイミングで常にリレーがオンするようにな
る。その結果、リレーがオンする際の突入電流の発生が
抑えられてリレーの小型化、低廉化を図ることができ
る。

【００３５】請求項２記載の照明装置にあっては、商用
の交流電源の周波数が地域によって異なる場合でも、切
換スイッチによって各周波数に応じた所定値をカウンタ
に設定できるため、交流電源電圧のゼロクロス点に一致
したタイミングでリレーをオンさせることができる。

【００３６】請求項３記載の照明装置にあっては、周波
数判別部によって、商用の交流電源の周波数の違いによ
ってカウンタの所定値が自動的に切り換えられるため、
周波数が地域によって異なる場合でも一層容易に対応す
ることができる。

【００３７】請求項４記載の照明装置にあっては、調光
信号よりもクロックパルスの周波数が一層安定した発振
器がある場合には、その発振器を利用してカウンタを動
作させることができ、より確実に交流電源電圧のゼロク
ロス点に一致したタイミングでリレーをオンさせること
ができる。

【００３８】請求項５記載の照明装置にあっては、カウ
ンタを使用する場合と同様に、タイマ回路のタイムアッ
プに応じて励磁開始信号を出力することで、交流電源電
圧のゼロクロス点に一致したタイミングでリレーをオン
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における照明装置の要部の
構成を示すブロック図である。

【図２】同上の調光器の部分の具体的な構成を示す回路
図である。

【図３】同上の各部の動作説明に供するタイミングチャ
ートである。

【図４】一般的な照明装置の全体構成を示すブロック図
である。

【図５】従来の照明装置における要部の構成を示すブロ
ック図である。

【図６】同上の調光器の部分の具体的な構成を示す回路
図である。

【図７】同上のあるいは一般的な調光操作盤から入力さ
れる調光指令信号とこれに応じてＰＷＭ回路で発生され
る調光信号との関係を示す波形図である。

【図８】一般的な調光信号を示す波形図である。

【図９】従来の照明装置における各部の動作説明に供す
るタイミングチャートである。

【符号の説明】

１照明器具２調光器３調光操作盤５ＰＷＭ回路６ａ，６ｂリレー７オン信号出力回路８励磁回路１２ゼロクロス検出回路１４カウンタＰ調光信号Ｇ電源オン信号Ｚゼロクロス検出信号Ｑカウンタの出力Ｒ励磁信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】照明器具と、この照明器具を調光制御す
る調光器とを備え、前記調光器は、ＰＷＭ変調された調
光信号を出力するＰＷＭ回路と、前記照明器具に印加さ
れる交流電源をオン／オフするリレーと、前記交流電源
をオンするための電源オン信号を出力するオン信号出力
回路とを有してなる照明装置において、前記調光器は、
交流電源のゼロクロス点を検出してそれに同期したゼロ
クロス検出信号を出力するゼロクロス検出回路と、前記
電源オン信号が入力された後にゼロクロス検出信号が入
力された時点で前記ＰＷＭ回路から出力される調光信号
のカウントを開始しそのカウント値が所定値に達したと
きに前記リレーの励磁を開始する励磁開始信号を出力す
るカウンタと、を具備することを特徴とする照明装置。
【請求項２】請求項１記載の照明装置において、前記
調光器は、交流電源の周波数に対応した切換スイッチを
備え、この切換スイッチの切り換えに応じて前記カウン
タの所定値が切り換えられる照明装置。
【請求項３】請求項１記載の照明装置において、前記
調光器は、前記ゼロクロス検出信号に基づいて前記交流
電源の周波数を判別する周波数判別部を備え、この周波
数判別部の判別信号に応じて前記カウンタの所定値が切
り換えられる照明装置。
【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の照明装置において、前記調光器は、前記調光信号とは
別個のクロックパルスを発生する発振器を備え、前記カ
ウンタは、この発振器のクロックパルスをカウントする
ものである照明装置。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
の照明装置において、前記カウンタに代えてタイマ回路
を使用した照明装置。