JP2009104917A - Dimness controlling system - Google Patents

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哲也 谷川
Shinji Matsuda
真二 松田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce jamming of electric wave noise to other electronic apparatuses in a dimness controlling system controlling lighting of a light source by power obtained by superposing an AC operating voltage on a rectangular wave control voltage. <P>SOLUTION: The dimness control system includes the light source 10, a power circuit 20 supplying lighting power to the light source 10 and a system control unit 30 controlling dimness of the power circuit 20 via a communication passage 40. The lighting power is formed by a superposed output voltage V3 obtained by superposing the sinusoidal operating voltage V1 on the rectangular wave control voltage V2(f) to change the frequency of the rectangular wave of the control voltage V2(f) depending on whether the sinusoidal wave of the operating voltage V1 has a positive or negative value. Thus, concentration of the electric wave noise generated in the power circuit 20 within a specific frequency range is eliminated to reduce the noise level, thereby reducing jamming of the electric wave noise to the other electronic apparatuses and radio apparatuses near the power circuit 20. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、交流動作電圧と矩形波の制御電圧を重畳してなる電力により、光源を点灯制御する調光制御システムに関する。   The present invention relates to a dimming control system that controls lighting of a light source with electric power obtained by superimposing an AC operating voltage and a rectangular wave control voltage.

従来、光源を調光する調光器において、交流電源をその周波数より高い周波数の矩形波にてオン/オフし、矩形波のパルスデューティを制御することにより、光源に印加する交流電源のオン時間を制御して調光制御するものが知られている。例えば、特許文献1には、交流電源と光源との間に設けたスイッチング素子にトリガ信号を与え、予め設定された時分割期間においてスイッチングさせることにより、調光制御する調光器が示されている。   Conventionally, in a dimmer for dimming a light source, the AC power supply is turned on / off with a rectangular wave having a frequency higher than that frequency, and the pulse duty of the rectangular wave is controlled to turn on the AC power supply applied to the light source. A device that controls light control by controlling the light intensity is known. For example, Patent Document 1 discloses a dimmer that performs dimming control by applying a trigger signal to a switching element provided between an AC power source and a light source, and switching in a preset time division period. Yes.

しかしながら、このような交流電源を高周波の矩形波にてオン、オフして調光制御する調光器においては、スイッチング素子には、交流電圧と矩形波の制御電圧が重畳された重畳出力電圧が出力され、スイッチング素子を含む電源回路には、重畳出力電流が流れる。この重畳出力電流は、スイッチング素子に接続される電気部品、及びそれらが実装される回路基板の配線等にも流れる。このため、これら電気部材がアンテナとなって、主に重畳出力電流に含まれる周波数の高い矩形波の電流成分に基いてノイズが周囲空間に放射される。ここに、矩形波の周波数が固定値であると、その周波数域にノイズが集中し、無視できないレベルになる。このノイズが妨害電波となり、例えば、ノイズに敏感な電子機器や無線機器を近接して配設することが困難となっていた。また、調光器内の調光制御用の各種デジタル制御回路等を誤動作させることがあった。
特開2007−128669号公報
However, in a dimmer that performs dimming control by turning on and off such an AC power source with a high-frequency rectangular wave, the switching element has a superimposed output voltage on which the AC voltage and the rectangular wave control voltage are superimposed. A superimposed output current flows through the output power circuit including the switching element. This superimposed output current also flows through the electrical components connected to the switching elements and the wiring of the circuit board on which they are mounted. For this reason, these electric members serve as antennas, and noise is radiated to the surrounding space mainly based on a current component of a rectangular wave having a high frequency included in the superimposed output current. Here, if the frequency of the rectangular wave is a fixed value, noise is concentrated in the frequency range, and the level cannot be ignored. This noise becomes a jamming radio wave, and for example, it is difficult to arrange electronic devices and wireless devices that are sensitive to noise in the vicinity. In addition, various digital control circuits for dimming control in the dimmer may malfunction.
JP 2007-128669 A

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、矩形波の制御電圧の周波数域にノイズが集中しないようにして、電源回路の近くに存在する他の電子機器等への電波ノイズの妨害を軽減することができる調光制御システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and prevents radio waves from being transmitted to other electronic devices or the like that exist near the power supply circuit so that noise is not concentrated in the frequency region of the rectangular wave control voltage. An object of the present invention is to provide a dimming control system capable of reducing noise interference.

上記目的を達成するために請求項1の発明は、光源と、正弦波の動作電圧と矩形波の制御電圧とを重畳してなる点灯電力を前記光源に供給する電源回路と、を備えた調光制御システムであって、前記電源回路における制御電圧の周波数を、所定の時間間隔で任意の値に切替自在としたものである。   In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 includes a light source, and a power supply circuit that supplies the light source with lighting power obtained by superimposing a sine wave operating voltage and a rectangular wave control voltage. In the light control system, the frequency of the control voltage in the power supply circuit can be switched to an arbitrary value at a predetermined time interval.

請求項2の発明は、請求項1に記載の調光制御システムにおいて、前記点灯電力を平滑するためのフィルタをさらに備え、前記点灯電力を前記フィルタで平滑してから前記光源に供給するものである。   According to a second aspect of the present invention, the dimming control system according to the first aspect further includes a filter for smoothing the lighting power, and the lighting power is smoothed by the filter and then supplied to the light source. is there.

請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の調光制御システムにおいて、前記正弦波の動作電圧は正負の値を交互に示す波形パターンを成し、前記制御電圧の周波数を、前記動作電圧が正の値であるか負の値であるかによって値を切替えるようにしたものである。   According to a third aspect of the present invention, in the dimming control system according to the first or second aspect, the operating voltage of the sine wave forms a waveform pattern that alternately shows positive and negative values, and the frequency of the control voltage is The value is switched depending on whether the operating voltage is a positive value or a negative value.

請求項1の発明によれば、矩形波の制御電圧の周波数を任意の値に切替えることができるので、電源回路で発生する電波ノイズが特定の周波数域に集中することがなくなり、ノイズレベルが低減される。従って、電源回路の近くに存在する他の電子機器や無線機器等への電波ノイズの妨害を軽減することができる。   According to the first aspect of the present invention, the frequency of the rectangular wave control voltage can be switched to an arbitrary value, so that radio noise generated in the power supply circuit is not concentrated in a specific frequency range, and the noise level is reduced. Is done. Therefore, it is possible to reduce interference of radio wave noise to other electronic devices and wireless devices existing near the power supply circuit.

請求項2の発明によれば、点灯電力が平滑されることにより、点灯電力に重畳される矩形波の周波数成分が濾過されて低下されるので、電波ノイズのレベルが低減され、他の電子機器等への電波ノイズの妨害をさらに軽減することができる。   According to the second aspect of the present invention, since the lighting power is smoothed, the frequency component of the rectangular wave superimposed on the lighting power is filtered and reduced, so that the level of radio noise is reduced, and other electronic devices It is possible to further reduce the interference of radio noise to the etc.

請求項3の発明によれば、制御電圧の周波数を動作電圧の正負によって切替えるので、周波数切替えのシステム構成を簡略化することができる。   According to the invention of claim 3, since the frequency of the control voltage is switched depending on whether the operating voltage is positive or negative, the system configuration for frequency switching can be simplified.

以下、本発明の第1の実施形態に係る調光制御システム(以下、本システムという)について、図1乃至図8を参照して説明する。本システムは、図1に示すように、光源10と、この光源10に対し、点灯電力を供給する電源回路20と、本システム全体を制御するシステム制御部30と、システム制御部30と電源回路20とを無線で結ぶ通信路40とを備える。なお、通信路40は、有線の伝送路でもよい。   Hereinafter, a dimming control system (hereinafter referred to as the present system) according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, this system includes a light source 10, a power supply circuit 20 that supplies lighting power to the light source 10, a system control unit 30 that controls the entire system, a system control unit 30, and a power supply circuit. 20 and a communication path 40 that connects 20 wirelessly. The communication path 40 may be a wired transmission path.

光源10は、電源回路20により点灯される照明灯であり、システム制御部30により調光制御される。また、この光源10には、白熱球、蛍光灯、LED等を使用することができる。   The light source 10 is an illuminating lamp that is turned on by the power supply circuit 20 and is dimmed and controlled by the system control unit 30. The light source 10 can be an incandescent bulb, a fluorescent lamp, an LED, or the like.

電源回路20は、交流電源部21、設定部22、電圧制御部23、電圧重畳部24、及びフィルタ部25を備える。交流電源部21は、正負の値を交互に示す波形パターンを成す正弦波の動作電圧V1を電圧重畳部24に供給する交流電源である。設定部22は、システム制御部30からの調光制御信号に基き、光源10の調光率を設定すると共に、電圧制御部23の制御電圧V2(f)の周波数を切替え可能に設定する。電圧制御部23は、設定部22で設定された調光率と周波数を基に、周波数fの矩形波の制御電圧V2(f)を発生し、この制御電圧V2(f)により光源10を点灯制御する。この電圧制御部23による点灯制御は、設定部22で設定された調光率に基いて、制御電圧V2(f)の矩形波のパルス幅を制御して行われると共に、この矩形波の周波数fは、設定部22で設定される所定の時間間隔でその値が切替えられる。電圧重畳部24は、動作電圧V1と制御電圧V2(f)を重畳して、重畳出力電圧V3を出力する。フィルタ部25は、電圧重畳部24からの重畳出力電圧V3を平滑し、光源10を点灯する点灯電圧V4を出力する。なお、交流電源部21には、家屋等内の主幹交流電源線から動作電力が供給される。   The power supply circuit 20 includes an AC power supply unit 21, a setting unit 22, a voltage control unit 23, a voltage superimposing unit 24, and a filter unit 25. The AC power supply unit 21 is an AC power supply that supplies the voltage superimposing unit 24 with a sine wave operating voltage V1 having a waveform pattern that alternately shows positive and negative values. The setting unit 22 sets the dimming rate of the light source 10 based on the dimming control signal from the system control unit 30, and sets the frequency of the control voltage V2 (f) of the voltage control unit 23 to be switchable. The voltage control unit 23 generates a rectangular wave control voltage V2 (f) based on the dimming rate and frequency set by the setting unit 22, and the light source 10 is turned on by the control voltage V2 (f). Control. The lighting control by the voltage control unit 23 is performed by controlling the pulse width of the rectangular wave of the control voltage V2 (f) based on the dimming rate set by the setting unit 22, and the frequency f of the rectangular wave. The value is switched at a predetermined time interval set by the setting unit 22. The voltage superimposing unit 24 superimposes the operating voltage V1 and the control voltage V2 (f) and outputs a superimposed output voltage V3. The filter unit 25 smoothes the superimposed output voltage V3 from the voltage superimposing unit 24, and outputs a lighting voltage V4 for lighting the light source 10. The AC power supply unit 21 is supplied with operating power from a main AC power line in a house or the like.

システム制御部30は、操作部31と、無線通信部32とを有する。操作部31は、ユーザが操作して光源10の調光率を指定するためのものである。無線通信部32は、操作部31で指定された調光率を基に、光源10を調光制御するための調光制御信号を生成すると共に、この調光制御信号を電源回路20に送信する。なお、システム制御部30が行う各種制御処理は、CPU等により具体化される。また、システム制御部30からの調光制御信号の送信には、照明機材間のデータ通信を行うためのプロトコルであるDMX(Digital Multiplex)を用いる。このため、システム制御部30は、操作部31で指定された調光率を含む調光制御信号をDMXデータに変換し、このDMXデータを無線通信部32より送信する。   The system control unit 30 includes an operation unit 31 and a wireless communication unit 32. The operation unit 31 is for the user to operate and specify the dimming rate of the light source 10. The wireless communication unit 32 generates a dimming control signal for dimming control of the light source 10 based on the dimming rate designated by the operation unit 31 and transmits the dimming control signal to the power supply circuit 20. . Various control processes performed by the system control unit 30 are embodied by a CPU or the like. Further, DMX (Digital Multiplex), which is a protocol for performing data communication between lighting equipments, is used for transmission of the dimming control signal from the system control unit 30. For this reason, the system control unit 30 converts the dimming control signal including the dimming rate specified by the operation unit 31 into DMX data, and transmits the DMX data from the wireless communication unit 32.

図2に示すように、設定部22は、無線通信部26、周波数設定部27、時間間隔設定部28、及び制御電圧決定部29を備える。無線通信部26は、システム制御部30から送信されたDMXデータを無線の通信路40を介して受信して、この受信したDMXデータを基に、調光制御信号を復調し、操作部31で指定された調光率を検出する。   As shown in FIG. 2, the setting unit 22 includes a wireless communication unit 26, a frequency setting unit 27, a time interval setting unit 28, and a control voltage determination unit 29. The wireless communication unit 26 receives the DMX data transmitted from the system control unit 30 via the wireless communication path 40, demodulates the dimming control signal based on the received DMX data, and operates the operation unit 31. Detects the specified dimming rate.

周波数設定部27は、制御電圧V2(f)の矩形波の周波数fを複数の値に設定できるようにして、その周波数を任意に切替えられるようにしたものである。この切替えられる周波数の複数の値は、ユーザにより予め設定される。   The frequency setting unit 27 can set the frequency f of the rectangular wave of the control voltage V2 (f) to a plurality of values so that the frequency can be arbitrarily switched. A plurality of values of the frequency to be switched are set in advance by the user.

時間間隔設定部28は、周波数設定部27で設定された周波数値を一定の時間間隔で切替えるために所定の時間間隔を設定するものである。ここでは、所定の時間間隔の設定は、時間間隔設定部28に動作電圧V1の正弦波が正の値であるか負の値であるかを検出する正負電圧検知機能を備え、この機能により動作電圧V1の正弦波の正負を検出し、動作電圧V1の正弦波が正の値又は負の値となる半波長の時間間隔を所定の時間間隔として自動的に設定している。なお、この時間間隔設定部28における時間間隔の設定は、時間間隔設定部28にボリュウム等を設け、ユーザにより予め手動で任意に行うこともできる。   The time interval setting unit 28 sets a predetermined time interval in order to switch the frequency value set by the frequency setting unit 27 at a constant time interval. Here, the predetermined time interval is set by providing the time interval setting unit 28 with a positive / negative voltage detection function for detecting whether the sine wave of the operating voltage V1 is a positive value or a negative value. The positive / negative of the sine wave of the voltage V1 is detected, and the half wavelength time interval at which the sine wave of the operating voltage V1 becomes a positive value or a negative value is automatically set as a predetermined time interval. It should be noted that the setting of the time interval in the time interval setting unit 28 can be arbitrarily performed manually in advance by a user by providing a volume or the like in the time interval setting unit 28.

制御電圧決定部29は、時間間隔設定部28で設定された所定の時間間隔と、周波数設定部27で設定された複数の周波数の値から任意に選んだ値(ここでは、周波数f1、f2とする)を基に、制御電圧V2(f)の周波数の切替時間間隔と切替える周波数値とを決定し、この切替時間間隔毎に矩形波の周波数f1、f2の切替えを周期的に繰り返すように電圧制御部23を制御する。また、制御電圧決定部29は、無線通信部26で検出された調光制御信号により調光率を決定し、それぞれ決定された切替え周波数値、切替時間間隔及び調光率の各設定値を電圧制御部23に入力する。   The control voltage determining unit 29 is a value arbitrarily selected from the predetermined time interval set by the time interval setting unit 28 and the values of a plurality of frequencies set by the frequency setting unit 27 (here, frequencies f1, f2 and The switching time interval of the frequency of the control voltage V2 (f) and the frequency value to be switched are determined based on the voltage of the control voltage V2 (f), and the voltage is set so that the switching of the rectangular wave frequencies f1 and f2 is periodically repeated at each switching time interval. The control unit 23 is controlled. Further, the control voltage determination unit 29 determines the dimming rate based on the dimming control signal detected by the wireless communication unit 26, and sets each determined switching frequency value, switching time interval, and dimming rate set value as a voltage. Input to the controller 23.

電圧制御部23は、制御電圧決定部29で決定された切替えの周波数値と時間間隔、及び調光率の各設定値を基に、動作電圧V1の正弦波が正の値のとき及び負の値のときに、周波数f1、f2の矩形波を発生し、これらの矩形波を正弦波の半波長間隔毎に切替えて形成される制御電圧V2(f)を生成する。また、電圧制御部23は、設定された調光率に基き、周波数f1、f2の矩形波のパルスデューティをそれぞれ設定する。ここでは、例えば、図3(a)、(b)に示すように、周波数f1、f2の矩形波のパルスデューティの設定は、それぞれの矩形波の周期T1(周波数f1=1/T1)及び周期T2(周波数f2=1/T2)の矩形波のオンデューティの幅w1、w2を調整することにより行われる。これらのオンデューティ幅w1、w2は、操作部31で指定された同じ調光率に対して周波数f1、f2の矩形波のオンデューティ比を同じとして設定される。これにより、電圧制御部23は、オンデューティ幅w1、w2を持つ制御電圧V2(f1)、V2(f2)を動作電圧V1の正弦波の半波長間隔毎に切替えて発生し、操作部31で設定された調光率に対応して、各矩形波のオンデューティ幅w1、w2を替えることにより、制御電圧V2(f)を制御して光源10を調光制御する。   Based on the switching frequency value and time interval determined by the control voltage determination unit 29 and the dimming rate setting values, the voltage control unit 23 performs negative and positive operations when the sine wave of the operating voltage V1 is a positive value. When the value is a value, rectangular waves having frequencies f1 and f2 are generated, and a control voltage V2 (f) formed by switching these rectangular waves at every half wavelength interval of the sine wave is generated. Moreover, the voltage control part 23 sets the pulse duty of the rectangular wave of frequency f1, f2, respectively based on the set light control rate. Here, for example, as shown in FIGS. 3A and 3B, the pulse duty of the rectangular waves having the frequencies f1 and f2 is set to the period T1 (frequency f1 = 1 / T1) and the period of each rectangular wave. This is done by adjusting the on-duty widths w1 and w2 of the rectangular wave of T2 (frequency f2 = 1 / T2). These on-duty widths w1 and w2 are set with the same on-duty ratios of the rectangular waves of the frequencies f1 and f2 for the same dimming rate specified by the operation unit 31. As a result, the voltage control unit 23 generates the control voltages V2 (f1) and V2 (f2) having the on-duty widths w1 and w2 by switching each half-wavelength interval of the sine wave of the operating voltage V1. The light source 10 is dimmed by controlling the control voltage V2 (f) by changing the on-duty widths w1 and w2 of the respective rectangular waves in accordance with the set dimming rate.

電圧重畳部24は、半導体のスイッチング素子として、トランジスタQ1、Q2を備える。なお、スイッチング素子としては、MOSFET、バイポーラトランジスタ、及びダイオード等を使用できる。電圧重畳部24のトランジスタQ1、Q2のコレクタには、図4(a)に示される正弦波の動作電圧V1が印加され、それらの各ベースには、電圧制御部23で形成された図4(b)に示される矩形波の制御電圧V2(f)が入力される。この制御電圧V2(f)の周波数fは、正弦波の動作電圧V1における正負の半波長期間毎に周波数f1及び周波数f2に交互に切替えられるので、この結果、図4(c)に示されるように、トランジスタQ1、Q2の各エミッタの出力電圧は、正弦波の動作電圧V1が制御電圧V2(f1)と制御電圧V2(f2)の各矩形波によりオン、オフされた波形となり、正弦波の動作電圧V1と、矩形波の制御電圧V2(f1)、V2(f2)が重畳された重畳出力電圧V3が出力される。ここで、動作電圧V1と制御電圧V2(f)との重畳とは、制御電圧V2(f)の矩形波により動作電圧V1をスイッチングしてオン、オフさせることを言い、そのオン、オフされた出力が重畳出力電圧V3となる。この重畳出力電圧V3は、フィルタ部25に入力される。   The voltage superimposing unit 24 includes transistors Q1 and Q2 as semiconductor switching elements. As the switching element, a MOSFET, a bipolar transistor, a diode, or the like can be used. The sine wave operating voltage V1 shown in FIG. 4A is applied to the collectors of the transistors Q1 and Q2 of the voltage superimposing unit 24, and the bases of the transistors Q1 and Q2 shown in FIG. The rectangular wave control voltage V2 (f) shown in b) is input. The frequency f of the control voltage V2 (f) is alternately switched between the frequency f1 and the frequency f2 every positive and negative half wavelength period in the sine wave operating voltage V1, and as a result, as shown in FIG. Furthermore, the output voltage of each emitter of the transistors Q1 and Q2 has a waveform in which the sine wave operating voltage V1 is turned on and off by the rectangular waves of the control voltage V2 (f1) and the control voltage V2 (f2). A superimposed output voltage V3 in which the operating voltage V1 and the rectangular-wave control voltages V2 (f1) and V2 (f2) are superimposed is output. Here, the superposition of the operating voltage V1 and the control voltage V2 (f) means that the operating voltage V1 is switched on and off by the rectangular wave of the control voltage V2 (f). The output becomes the superimposed output voltage V3. The superimposed output voltage V3 is input to the filter unit 25.

フィルタ部25は、同じチョークコイルL1、L2と電解コンデンサC1を備えた低域通過フィルタからなる平滑フィルタであり、電圧重畳部24の重畳出力電圧V3を平滑して点灯電圧V4を出力する。チョークコイルL1、L2は、それぞれトランジスタQ1、Q2の各エミッタに接続され、チョークコイルL1、L2の出力側の端子は、コンデンサC1で終端されている。これにより、フィルタ部25の出力は、図4(d)に示されるように、動作電圧V1より電圧レベルが低下する点灯電圧V4となって光源10に印加され、平滑された点灯電力が光源10に供給される。また、重畳出力電圧V3がフィルタ部25によって平滑される際、点灯電圧V4に重畳されている矩形波の周波数成分がフィルタ部25の低域通過フィルタの特性により濾過されて低減される。   The filter unit 25 is a smoothing filter composed of a low-pass filter having the same choke coils L1 and L2 and an electrolytic capacitor C1, and smoothes the superimposed output voltage V3 of the voltage superimposing unit 24 to output a lighting voltage V4. The choke coils L1 and L2 are connected to the emitters of the transistors Q1 and Q2, respectively. The terminals on the output side of the choke coils L1 and L2 are terminated with a capacitor C1. As a result, as shown in FIG. 4D, the output of the filter unit 25 is applied to the light source 10 as a lighting voltage V4 whose voltage level is lower than the operating voltage V1, and the smoothed lighting power is supplied to the light source 10. To be supplied. When the superimposed output voltage V3 is smoothed by the filter unit 25, the frequency component of the rectangular wave superimposed on the lighting voltage V4 is filtered and reduced by the characteristics of the low-pass filter of the filter unit 25.

上記のように構成された本システムにおいて、ユーザがシステム制御部30の操作部31で電源回路20の調光率の設定値を指示すると、この指示された調光制御信号は、通信路40を介して無線通信部32から電源回路20の設定部22の無線通信部26に伝送される。設定部22は、無線通信部26で受信した調光制御信号を基に調光率を設定すると共に、この調光率と、予め設定された切替え周波数値及び切替時間間隔の設定値を基に、電圧制御部23を制御し、電圧制御部23は周波数f1、f2の矩形波を動作電圧V1の正弦波の半波長毎に周期的に切替えて発生する制御電圧V2(f)を形成する。これにより、電圧重畳部24で矩形波の制御電圧V2(f)と動作電圧V1を重畳して、点灯電圧V4を形成し、光源10を点灯制御する。従って、システム制御部30は、操作部31で指定した調光率により、2つの周波数の矩形波で形成され制御電圧V2(f)を制御して、光源10を調光制御する。   In the present system configured as described above, when the user instructs the setting value of the dimming rate of the power supply circuit 20 by the operation unit 31 of the system control unit 30, the instructed dimming control signal is transmitted through the communication path 40. Via the wireless communication unit 32 to the wireless communication unit 26 of the setting unit 22 of the power supply circuit 20. The setting unit 22 sets the dimming rate based on the dimming control signal received by the wireless communication unit 26, and based on the dimming rate, the preset switching frequency value, and the switching time interval setting value. The voltage control unit 23 controls the voltage control unit 23 to form a control voltage V2 (f) generated by periodically switching the rectangular waves having the frequencies f1 and f2 for each half wavelength of the sine wave of the operating voltage V1. Thus, the voltage superimposing unit 24 superimposes the rectangular wave control voltage V2 (f) and the operating voltage V1 to form the lighting voltage V4, and the lighting control of the light source 10 is performed. Therefore, the system control unit 30 performs dimming control of the light source 10 by controlling the control voltage V <b> 2 (f) formed by rectangular waves of two frequencies according to the dimming rate specified by the operation unit 31.

ここで、電圧制御部23における矩形波のオンデューティの設定について説明する。操作部31で設定された調光率に対応するオンデューティの割合は、予め下記の表1に示すようにテーブル化され、電圧制御部23に記憶されている。従って、電圧制御部23は、制御電圧決定部29で決定された調光率を基に、この表1のテーブルから自動的にオンデューティの割合(%)を選択して、設定された調光率に一致するようにオンデューティ幅を制御する。なお、電源回路20がシステム制御部30と通信路40を介して接続されていない場合は、設定部22に調光率調整用のボリュウム等を設けて、個々に調光率を調整してもよい。   Here, the setting of the on-duty of the rectangular wave in the voltage control unit 23 will be described. The on-duty ratio corresponding to the dimming rate set by the operation unit 31 is tabulated in advance as shown in Table 1 below and stored in the voltage control unit 23. Therefore, the voltage control unit 23 automatically selects the on-duty ratio (%) from the table of Table 1 based on the dimming rate determined by the control voltage determining unit 29, and sets the dimming The on-duty width is controlled to match the rate. If the power supply circuit 20 is not connected to the system control unit 30 via the communication path 40, a dimming rate adjusting volume or the like is provided in the setting unit 22 to adjust the dimming rate individually. Good.

Figure 2009104917
Figure 2009104917

また、ユーザが、例えば、操作部31で調光率を5%に指示したとき、表1より調光率5%におけるオンデューティの割合が14%なることから、電源回路20における制御電圧V2(f)の矩形波(周波数を32kHzとする)の波形は、図5に示されるように、1つの矩形波の幅(周期T1)は、1/32000(s)、オンデューティ幅w1は、1/32000×0.14(s)となる。このように、オンデューティ幅は、ユーザの指示した調光率に基いて表1から容易に計算され、このオンデューティ幅の制御により光源10が調光制御される。また、矩形波の周波数は36kHzについても、表1と同様のテーブルを利用し、計算によりオンデューティ幅を求めることができる。   Further, for example, when the user instructs the dimming rate to 5% using the operation unit 31, the on-duty ratio at the dimming rate of 5% is 14% from Table 1, so that the control voltage V <b> 2 ( As shown in FIG. 5, the waveform of the rectangular wave of f) (with a frequency of 32 kHz) has a width (period T1) of one rectangular wave of 1/32000 (s) and an on-duty width w1 of 1 /32000×0.14 (s). Thus, the on-duty width is easily calculated from Table 1 based on the dimming rate specified by the user, and the light source 10 is dimmed and controlled by controlling the on-duty width. Further, for the frequency of the rectangular wave of 36 kHz, the on-duty width can be obtained by calculation using the same table as in Table 1.

次に、制御電圧V2(f)の矩形波の周波数をf1、f2(f1<f2とする)に切替えた場合と、切替えずに周波数をf1に固定にした場合について、それぞれの電波ノイズについて説明する。   Next, a description will be given of each radio noise when the frequency of the rectangular wave of the control voltage V2 (f) is switched to f1, f2 (assuming f1 <f2) and when the frequency is fixed to f1 without switching. To do.

矩形波の周波数をf1、f2に切替えた場合は、図6(a)に示すように、動作電圧V1の正弦波の半波長間隔毎に、矩形波の周波数がそれぞれf1とf2の制御電圧V2(f1)と制御電圧V2(f2)が交互に切替わり、これらの2つの周波数f1、f2が繰返し発生される。このとき、電源回路20には、動作電圧V1と、制御電圧V2(f1)、V2(f2)とがそれぞれ重畳されて重畳出力電流が流れ、この重畳出力電流の中に、矩形波の周波数f1、f2の周波数成分からなる高周波電流が含まれる。この高周波電流は、トランジスタQ1、Q2や、これらトランジスタQ1、Q2に接続される電気部品、及びそれらが実装される回路基板の配線等にも流れる。このため、これら電気部材がアンテナとなって、電源回路20から、それらの矩形波の電流の一部が電波ノイズとなって空中に放射される。この場合の電波ノイズのノイズスペクトラムは、図6(b)に示すように、矩形波の電流を基に発生するノイズスペクトルは、周波数f1、f2の2つの周波数のノイズスペクトル61、62に分散され、それぞれのノイズレベルは、ともに略同じレベル(Nv1)として示される。   When the frequency of the rectangular wave is switched to f1 and f2, as shown in FIG. 6A, the frequency of the rectangular wave is the control voltage V2 of f1 and f2 for each half-wavelength interval of the sine wave of the operating voltage V1. (F1) and the control voltage V2 (f2) are alternately switched, and these two frequencies f1 and f2 are repeatedly generated. At this time, the operating voltage V1 and the control voltages V2 (f1) and V2 (f2) are superimposed on the power supply circuit 20 to cause a superimposed output current to flow, and a rectangular wave frequency f1 is included in the superimposed output current. , F2 is included. This high-frequency current also flows through the transistors Q1 and Q2, the electrical components connected to these transistors Q1 and Q2, and the wiring of the circuit board on which they are mounted. For this reason, these electric members serve as antennas, and a part of the current of the rectangular wave is radiated into the air as radio noise from the power supply circuit 20. As shown in FIG. 6B, the noise spectrum of the radio wave noise in this case is dispersed into noise spectra 61 and 62 having two frequencies f1 and f2. The respective noise levels are shown as substantially the same level (Nv1).

一方、矩形波の周波数が同じ周波数(f1=f2)に固定された場合は、図6(c)に示すように、動作電圧V1の正弦波の1波長全体に亘って制御電圧V2(f1)の矩形波の周波数f1が変らない。従って、図6(b)の点線波形で示すように、ノイズスペクトラムが常に同じ周波数f1に集中して存在し、時間的に分散されず、周波数f1における電波ノイズは、ノイズスペクトル63のように、ノイズスペクトル61、62のノイズレベル(Nv1)より大きいノイズレベル(Nv2)となる。このように、本システムにおいては、矩形波の周波数が切替えられるため、各ノイズスペクトルは、互いに周波数が異なり、時間的に分散される。これにより、これらのノイズレベル(Nv1)は、矩形波の周波数が1つに固定された場合のノイズレベル(Nv2)に比較して、略半分に低減される。   On the other hand, when the frequency of the rectangular wave is fixed to the same frequency (f1 = f2), as shown in FIG. 6C, the control voltage V2 (f1) is applied over the entire one wavelength of the sine wave of the operating voltage V1. The frequency f1 of the rectangular wave does not change. Therefore, as shown by the dotted waveform in FIG. 6B, the noise spectrum is always concentrated on the same frequency f1 and is not temporally dispersed, and the radio noise at the frequency f1 is as in the noise spectrum 63. The noise level (Nv2) is greater than the noise level (Nv1) of the noise spectrum 61, 62. Thus, in this system, since the frequency of the rectangular wave is switched, the noise spectra have different frequencies and are dispersed in time. As a result, these noise levels (Nv1) are reduced to approximately half compared to the noise level (Nv2) when the frequency of the rectangular wave is fixed to one.

ここで、例えば、動作電圧V1の半波長毎に制御電圧V2(f)の矩形波の周波数f1、f2をそれぞれ32kHz、36kHzとして切替えた場合、矩形波の周波数によるノイズスペクトラムは、図7(a)に示すように、周波数軸上で2つに分散され、各ノイズレベルは、それぞれノイズレベルNv1となる。これに対し、矩形波の周波数を切替えず、同じ周波数の32kHz(f1)に固定した場合は、図7(b)に示すように、ノイズレベルNv2は、32kHzの周波数に集中してノイズレベルNv1の略2倍となる。従って、矩形波の周波数を切替えて、時間的に分散することにより、電源回路20から発生するノイズレベルを低減することができ、電波ノイズによる影響を軽減することができる。   Here, for example, when the frequencies f1 and f2 of the rectangular wave of the control voltage V2 (f) are switched to 32 kHz and 36 kHz for each half wavelength of the operating voltage V1, the noise spectrum due to the frequency of the rectangular wave is shown in FIG. ), The noise level is distributed in two on the frequency axis, and each noise level becomes a noise level Nv1. On the other hand, when the frequency of the rectangular wave is not switched and is fixed to 32 kHz (f1) of the same frequency, as shown in FIG. 7B, the noise level Nv2 concentrates on the frequency of 32 kHz and the noise level Nv1 About twice as much. Therefore, by switching the frequency of the rectangular wave and dispersing it in time, the noise level generated from the power supply circuit 20 can be reduced, and the influence of radio noise can be reduced.

また、図8(a)に示すように、重畳出力電圧V3を低周波濾過フィルタであるフィルタ部25で平滑することにより、点灯電圧V4に重畳されている動作電圧V1の正弦波周波数(例えば、60Hz)より高い周波数f1(32kHz)、f2(36kHz)成分を濾過することができる。これにより、図8(b)に示すように、フィルタ部25がない場合のノイズレベルNv1に比較して、周波数f1、f2のノイズレベルをさらに低減することができる。   Further, as shown in FIG. 8 (a), the superimposed output voltage V3 is smoothed by the filter unit 25, which is a low frequency filter, so that the sine wave frequency (for example, the operating voltage V1 superimposed on the lighting voltage V4) The frequency f1 (32 kHz) and f2 (36 kHz) components higher than 60 Hz) can be filtered. As a result, as shown in FIG. 8B, the noise levels of the frequencies f1 and f2 can be further reduced as compared to the noise level Nv1 when the filter unit 25 is not provided.

このように、本実施形態によれば、矩形波の制御電圧V2(f)の周波数を任意の値に切替えることができるので、制御電圧V2(f)の周波数を周期的に切替えることにより、電源回路で発生する電波ノイズが特定の周波数域に集中することがなくなり、ノイズレベルが低減する。従って、電源回路20の近くに存在する他の電子機器や無線機器等への電波ノイズの妨害を軽減することができる。また、調光制御システム内において、各種デジタル制御回路の誤動作や、無線有線の通信路への妨害等を軽減することができるので、光源の調光制御を安定して行うことができる。   As described above, according to the present embodiment, the frequency of the rectangular-wave control voltage V2 (f) can be switched to an arbitrary value. Therefore, by periodically switching the frequency of the control voltage V2 (f), the power supply The radio noise generated in the circuit is not concentrated in a specific frequency range, and the noise level is reduced. Accordingly, it is possible to reduce interference of radio wave noise to other electronic devices and wireless devices existing near the power supply circuit 20. Further, in the dimming control system, it is possible to reduce malfunctions of various digital control circuits, obstructions to a wireless wired communication path, and the like, so that dimming control of the light source can be performed stably.

また、フィルタ部25により点灯電圧V4が平滑されることにより、点灯電力に重畳される矩形波の周波数成分が濾過されて低下されるので、電波ノイズのレベルが低減され、他の電子機器等への電波ノイズの妨害をさらに軽減することができる。   In addition, since the lighting voltage V4 is smoothed by the filter unit 25, the frequency component of the rectangular wave superimposed on the lighting power is filtered and reduced, so that the level of radio noise is reduced and other electronic devices and the like are reduced. The interference of radio noise can be further reduced.

また、制御電圧V2(f)の周波数を動作電圧V1の正負によって切替えるので、周波数切替えのシステム構成を簡略化することができる。   Further, since the frequency of the control voltage V2 (f) is switched depending on whether the operating voltage V1 is positive or negative, the frequency switching system configuration can be simplified.

なお、本発明は上記各実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。上記実施形態では、動作電圧の正弦波の半波長毎に制御電圧の矩形波の周波数を切替えたが、切替え時間間隔を、1乃至複数の波長毎のようにより長い時間間隔や、1/4波長間隔毎のようにより短い時間間隔で行ってもよい。また、切替える周波数を2つ以上設定して切替えることにより、ノイズの時間的、周波数的分散を広げて、よりノイズレベルを低減させることもできる。また、所定の時間間隔及び切替える周波数の設定は、調光率と共に、操作部からの指示で行うこともできる。また、上記実施形態では、矩形波の周波数が32kHz、36kHz等の場合について説明したが、この矩形波の周波数は、これらに限定されることなく自由に選択される。また、各電源回路とシステム制御部との通信路に無線通信を用いたが、伝送線による有線を用いることや、各電源回路に共通に電力を供給する交流電力配線を利用する電力線搬送通信(PLC)を用いることもできる。   In addition, this invention is not limited to the structure of said each embodiment, A various deformation | transformation is possible in the range which does not change the meaning of invention. In the above embodiment, the frequency of the rectangular wave of the control voltage is switched for each half wavelength of the sine wave of the operating voltage. However, the switching time interval is set to a longer time interval such as one to a plurality of wavelengths or a quarter wavelength. You may carry out by a shorter time interval like every time interval. Further, by setting two or more frequencies to be switched and switching, it is possible to widen noise temporal and frequency dispersion and further reduce the noise level. The predetermined time interval and the frequency to be switched can be set by an instruction from the operation unit together with the dimming rate. In the above-described embodiment, the case where the frequency of the rectangular wave is 32 kHz, 36 kHz, or the like has been described. However, the frequency of the rectangular wave is freely selected without being limited thereto. Moreover, although wireless communication was used for the communication path between each power supply circuit and the system control unit, power line carrier communication using a wired transmission line or AC power wiring that supplies power to each power supply circuit in common ( PLC) can also be used.

本発明の第1の実施形態に係る照明制御システムの構成図。The block diagram of the illumination control system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 上記システムにおける電源回路の設定部の構成図。The block diagram of the setting part of the power supply circuit in the said system. (a)は上記電源回路の制御電圧の周波数を切替える前の矩形波を示す図、(b)は同電源回路の制御電圧の周波数を切替えた後の矩形波を示す図。(A) is a figure which shows the rectangular wave before switching the frequency of the control voltage of the said power supply circuit, (b) is a figure which shows the rectangular wave after switching the frequency of the control voltage of the power supply circuit. (a)は上記システムにおける電源回路の交流電源の電圧波形を示す図、(b)は同回路の制御電圧の波形を示す図、(c)は同回路の重畳出力電圧の波形を示す図、(d)は同回路のフィルタ部の出力波形を示す図。(A) is a figure which shows the voltage waveform of the alternating current power supply of the power supply circuit in the said system, (b) is a figure which shows the waveform of the control voltage of the circuit, (c) is a figure which shows the waveform of the superimposed output voltage of the circuit, (D) is a figure which shows the output waveform of the filter part of the circuit. 上記電源回路の矩形波の周波数が32kHz、調光率5%における制御電圧のオンデューティ波形を示す図。The figure which shows the on-duty waveform of the control voltage in case the frequency of the rectangular wave of the said power supply circuit is 32 kHz and the light control rate is 5%. (a)は上記電源回路の制御電圧の周波数を動作電圧の正負で切替えた場合の重畳出力電圧を説明する図、(b)は同電源回路の制御電圧の周波数によるノイズレベルを説明する図、(c)は同電源回路の制御電圧の周波数を切替えない場合の重畳出力電圧を説明する図。(A) is a diagram for explaining the superimposed output voltage when the frequency of the control voltage of the power supply circuit is switched between positive and negative of the operating voltage, (b) is a diagram for explaining the noise level due to the frequency of the control voltage of the power supply circuit, FIG. 6C is a diagram for explaining the superimposed output voltage when the frequency of the control voltage of the power supply circuit is not switched. (a)は矩形波の周波数を32kHzと36kHzに切替えた場合のノイズレベルを説明する図、(b)は矩形波の周波数を32kHzに固定した場合のノイズレベルを説明する図。(A) is a figure explaining the noise level at the time of switching the frequency of a rectangular wave to 32 kHz and 36 kHz, (b) is a figure explaining the noise level at the time of fixing the frequency of a rectangular wave to 32 kHz. (a)はフィルタがある場合のノイズレベルを説明する図、(b)はフィルタがない場合のノイズレベルを説明する図。(A) is a figure explaining the noise level when there is a filter, (b) is a figure explaining the noise level when there is no filter.

符号の説明Explanation of symbols

10 光源
20 電源回路
25 フィルタ部
30 システム制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light source 20 Power supply circuit 25 Filter part 30 System control part

Claims (3)

光源と、正弦波の動作電圧と矩形波の制御電圧とを重畳してなる点灯電力を前記光源に供給する電源回路と、を備えた調光制御システムであって、
前記電源回路における制御電圧の周波数を、所定の時間間隔で任意の値に切替自在としたことを特徴とする調光制御システム。
A dimming control system comprising: a light source; and a power supply circuit that supplies lighting power to the light source by superimposing a sine wave operating voltage and a rectangular wave control voltage,
A dimming control system characterized in that the frequency of the control voltage in the power supply circuit can be switched to an arbitrary value at predetermined time intervals.
前記点灯電力を平滑するためのフィルタをさらに備え、
前記点灯電力を前記フィルタで平滑してから前記光源に供給することを特徽とする請求項1に記載の調光制御システム。
A filter for smoothing the lighting power;
The dimming control system according to claim 1, wherein the lighting power is supplied to the light source after being smoothed by the filter.
前記正弦波の動作電圧は正負の値を交互に示す波形パターンを成し、
前記制御電圧の周波数を、前記動作電圧が正の値であるか負の値であるかによって値を切替えるようにしたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の調光制御システム。
The operating voltage of the sine wave forms a waveform pattern that alternately shows positive and negative values,
3. The dimming control system according to claim 1, wherein the frequency of the control voltage is switched depending on whether the operating voltage is a positive value or a negative value. 4.
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