JP2006340469A

JP2006340469A - 節電装置

Info

Publication number: JP2006340469A
Application number: JP2005160911A
Authority: JP
Inventors: Prateep Amornvitikivacha; アーモンウィティキベーシャープラティープ
Original assignee: DLT CO Ltd; Kawamura Electric Inc
Current assignee: DLT CO Ltd; Kawamura Electric Inc
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2006-12-14
Also published as: CN101056064A

Abstract

【課題】照明器具の動作不良を招くことなく、小型軽量な構成で効率のよい節電を行う。
【解決手段】節電装置１は、蛍光灯２の消費電力を制御する電力制御ユニット３と、電力制御ユニット３を遠隔操作するコントローラ４とを備える。電力制御ユニット３に、交流電圧波形の一部をカットするトライアック７と、トライアック７を制御する制御回路８と、トライアック７の制御情報を受信する受信回路９とを設ける。コントローラ４に、制御情報を設定する設定回路１４と、制御情報を送信する送信回路１５とを設ける。コントローラ４の送信回路１５と電力制御ユニット３の受信回路９とを通信線１７で接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明器具の消費電力を節減する装置、特に、蛍光灯に適した節電装置に関する。

従来、変圧器を用いて照明器具の消費電力を節減する節電装置が知られている。例えば、図４に示す節電装置５１は、キャビネット５２の内部に設定回路５３と制御回路５４と電圧調整回路５５とを備えている。電圧調整回路５５は、図５に示すように、変圧器５６とそのタップ電圧を切り換える複数の電磁接触器５７とで構成されている。そして、設定回路５２で変圧器５６の降圧率を設定し、その設定情報に基づき、制御回路５４が電磁接触器５７を選択的に制御し、変圧器５６の出力電圧を入力電圧より若干降下させることで、照明器具５８の消費電力を節減するようになっている。

なお、以下の特許文献１〜３には、上記節電装置５１と同様、変圧器を用いて各種負荷の節電を行う技術が記載されている。
特開平９−３１２２２４号公報特開平７−７８０３５号公報特開平７−６７２５４号公報

ところが、従来の節電装置５１によると、変圧器５６を備えた電力調整回路５５が設定回路５３と制御回路５４と共に一つのキャビネット５２に格納されているため、装置が大型化し、大きな設置スペースを占有する不都合があった。特に、多回路の照明システムの節電を行う場合に、回路と同数の節電装置５１が必要になり、設備費が高くつく問題点もあった。また、図６に示すように、変圧器５６の出力電圧を入力電圧より降下させて節電を行っているので、降圧率（節電率）を高く設定すると、出力電圧のピーク値が照明器具５８の規定値を下回って、照明器具５８の動作が不安定になり、特に、蛍光灯の場合に不点灯が発生する不具合があった。

そこで、本発明の目的は、照明器具の動作不良を招くことなく、小型軽量な構成で効率のよい節電を行うことができる節電装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の節電装置は、照明器具の消費電力を制御する電力制御ユニットと、電力制御ユニットを遠隔操作するコントローラとを備える。電力制御ユニットには、交流電圧波形の一部をカットする電力調整素子と、電力調整素子を制御する制御回路と、電力調整素子の制御情報を受信する受信回路とが設けられる。コントローラには、電力調整素子の制御情報を設定する設定回路と、制御情報を送信する送信回路とが設けられる。そして、コントローラの送信回路と電力制御ユニットの受信回路とが通信線によって接続される。

ここで、電力調整素子としては、照明器具の動作不良を防止できるように、交流電圧波形のゼロクロス点とピーク点との中間部をカットするトライアック（双方向サイリスタ）、又は高速スイッチングが可能なフォト・トライアックを用いるのが好ましい。また、節電を計画的かつ効果的に行うために、コントローラに、複数の節電率を異なる時間帯に設定するタイマー回路を設けるのが好ましい。

受信回路および送信回路には、デジタル化された制御情報を伝送可能なデジタル通信回路を使用できる。通信線には、有線又は無線（空中通信線）のどちらも使用可能である。また、コントローラをパーソナルコンピュータに接続し、節電率を照明システムの外部からきめ細かく設定できるように構成してもよい。

本発明の節電装置によれば、コントローラを電力制御ユニットから空間的に分離し、通信線で電気的に接続したので、両者を共に小型軽量に構成してコンパクトに設置することができる。また、電力調整素子を用い、交流電圧波形を調整して節電を行うので、照明器具の動作不良を招くことなく、その消費電力を効率よく節減することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、蛍光灯の消費電力を節減する節電装置の構成例を示す。図２は、図１の節電装置の多回路照明システムへの適用例を示す。図３は、図１の節電装置の電力制御ユニットに設けられたトライアックの機能を示す。

図１に示すように、この実施形態の節電装置１は、蛍光灯２の消費電力を制御する電力制御ユニット３と、電力制御ユニット３を遠隔操作するコントローラ４とで構成されている。電力制御ユニット３は、コントローラ４から独立したケーシング６を備えている。ケーシング６は蛍光灯２に近い場所、例えば、蛍光灯２が設置された部屋の壁等に直接又は埋込ボックスを介して設置されている。

ケーシング６の内部には、電力調整素子としてのフォト・トライアック７と、このトライアック７を制御する制御回路８と、トライアック７の制御情報をコントローラ４から受信する受信回路９とが設けられている。トライアック７は、電力線１０を介して照明器具２と交流電源１１とに接続され、制御回路８でゲートＧの開閉を制御することにより、図３に示すように、交流電圧波形のゼロクロス点とピーク点との中間部をカットするように構成されている。

コントローラ４のケーシング１３は電力制御ユニット３から離れた場所、例えば、住宅の玄関又はビルの管理室等の適所に設置されている。ケーシング１３の内部には、トライアック７の制御情報を設定する設定回路１４と、この制御情報を電力制御ユニット３の受信回路９に送信する送信回路１５と、複数の節電率を異なる時間帯に設定するタイマー回路１６とが設けられている。そして、送信回路１５が通信線１７で受信回路９に接続され、節電率を含む制御情報（節電情報）をコントローラ４から電力制御ユニット３に伝送するようになっている。

なお、コントローラ４を動作させる電力は、通信線１７と共に配線した給電線を介して電力制御ユニット３側から供給してもよく、コントローラ４に独自の電源回路を設けてもよい。後者の場合は、送信回路１５と受信回路９とを電波、赤外線又は超音波等の空中通信線（無線）で接続することができる。また、コントローラ４に、節電情報を入力するキー、それを記憶するメモリ、それを表示する表示器を設けてもよい。

上記のように構成された節電装置１は、次のような作用効果を発揮する。
（１）電力制御ユニット３からコントローラ４を分離したので、両者をそれぞれ小型軽量に構成して、別々の場所にコンパクトに設置できる。
（２）特に、電力制御ユニット３は、すべての回路７，８，９が電子部品で構成されているため、変圧器を用いた従来の電圧調整回路と比較し、大幅な小型軽量化を達成できる。

（３）電力制御ユニット３とコントローラ４とを通信線１７で接続したので、図１に示すように、一つのコントローラ４に一台の電力制御ユニット３を接続することも、図２に示すように、一つのコントローラ４に複数台の電力制御ユニット３を接続することもでき、照明システムの規模や設置条件に合わせて、節電装置１を多様に構成できる。

（４）図２に示す多回路の照明システムでは、コントローラ４が一つで済むため、節電機器の数を減らし、設置スペースを縮小し、設備費を抑えることができるうえ、すべての照明回路の節電を一箇所で集中管理できる。
（５）この照明システムを拡張する場合には、電力制御ユニット３を追加するだけで蛍光灯２を容易に増設でき、建物の大規模な改造工事が不要になる。
（６）コントローラ４に有線又は無線のインターフェイス１９を介してパーソナルコンピュータ２０を接続すれば、多数の照明回路の節電を照明システムの外部からきめ細かく管理できる。

（７）トライアック７は、図３に示すように、交流電圧波形のゼロクロス点とピーク点との中間部をカットするため、従来とは異なり、ピーク電圧を降下させることなく、蛍光灯２の消費電力を節減できる。
（８）このため、高い節電率を設定した場合でも、蛍光灯２の不点灯を防止できる。
（９）トライアック７のゲートパルスの位相を変えることで、交流電圧波形を時間軸方向の任意の範囲で正確カットできるため、蛍光灯２の消費電力をほぼ設定値どおりの節電率で精度よく節減できる。

（１０）コントローラ４にタイマー回路１６を設けたので、例えば、昼間や休憩時間帯に高めの節電率を設定し、夜間や就業時間帯に低めの節電率を設定するなど、複数の節電率を異なる時間帯に設定することで、蛍光灯２の節電を計画的かつ効果的に行うことができる。

本発明の一実施形態を示す節電装置のブロック図である。図１の節電装置のシステム構成図である。図１の節電装置に設けられたトライアックの機能説明図である。従来の節電装置を示すブロック図である。図４の節電装置のシステム構成図である。図４の節電装置に設けられた変圧器の機能説明図である。

符号の説明

１節電装置
２蛍光灯
３電力制御ユニット
４コントローラ
７トライアック
８制御回路
９受信回路
１４設定回路
１５送信回路
１６タイマー回路
１７通信線

Claims

照明器具の消費電力を制御する電力制御ユニットと、電力制御ユニットを遠隔操作するコントローラとを備え、電力制御ユニットに、交流電圧波形の一部をカットする電力調整素子と、電力調整素子を制御する制御回路と、電力調整素子の制御情報を受信する受信回路とを設け、コントローラに、前記制御情報を設定する設定回路と、制御情報を送信する送信回路とを設け、コントローラの送信回路と電力制御ユニットの受信回路とを通信線で接続したことを特徴とする節電装置。
前記電力調整素子に、交流電圧波形のゼロクロス点とピーク点との中間部をカットするトライアックを用いたことを特徴とする請求項１記載の節電装置。
前記コントローラに、複数の節電率を異なる時間帯に設定するタイマー回路を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の節電装置。