JP2011029094A - 点灯装置、及びそれを用いた照明装置、照明器具 - Google Patents
点灯装置、及びそれを用いた照明装置、照明器具 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011029094A JP2011029094A JP2009175898A JP2009175898A JP2011029094A JP 2011029094 A JP2011029094 A JP 2011029094A JP 2009175898 A JP2009175898 A JP 2009175898A JP 2009175898 A JP2009175898 A JP 2009175898A JP 2011029094 A JP2011029094 A JP 2011029094A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- power supply
- control
- lighting
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
【課題】昼夜を問わず常に待機電力を低減させた点灯装置および、これを備えた照明装置、照明器具を提供する。
【解決手段】白熱灯LA1の動作を制御する点灯制御部12と、点灯制御部12を駆動するための制御電圧Vcc2を生成する制御電源部16と、照明負荷周辺の状態を検知するセンサ部11と、センサ部11を駆動するためのセンサ電源電圧Vcc1を生成するセンサ電源部17と、白熱灯LA1に商用電源ACを供給する負荷駆動部13とを備え、センサ電源部17は、センサ部11にセンサ電源電圧Vcc1を常時供給し、センサ部11の検知結果に基づいて、制御電源部16は、点灯制御部12への制御電圧Vcc2の供給をオン・オフする。
【選択図】図1
【解決手段】白熱灯LA1の動作を制御する点灯制御部12と、点灯制御部12を駆動するための制御電圧Vcc2を生成する制御電源部16と、照明負荷周辺の状態を検知するセンサ部11と、センサ部11を駆動するためのセンサ電源電圧Vcc1を生成するセンサ電源部17と、白熱灯LA1に商用電源ACを供給する負荷駆動部13とを備え、センサ電源部17は、センサ部11にセンサ電源電圧Vcc1を常時供給し、センサ部11の検知結果に基づいて、制御電源部16は、点灯制御部12への制御電圧Vcc2の供給をオン・オフする。
【選択図】図1
Description
本発明は、センサの信号を用いて光源の点灯動作を制御する点灯装置と、点灯装置と照明負荷とを備えた照明装置と、照明装置と照明装置が装着される器具本体とを備えた照明器具に関するものである。
近年、一般住宅の玄関等に設置される照明器具においては、省エネルギーの観点よりセンサの出力に基づいて、自動的に照明負荷を制御する機器が数多く提案されている。
例えば、人体から放射される熱線を焦電素子により検知することによって、人が所定の検知エリア内に存在している間は照明負荷を点灯させ、人が検知エリア外に出てから一定時間後に照明負荷を消灯させる人体検知センサを用いる照明装置が提案されている。この種の照明装置は、照度センサも備えていることが多く、周囲の照度が所定レベル以上(つまり明るい)時には、検知エリア内に人が存在していても照明負荷を点灯させず、周囲の照度が所定レベル未満(つまり暗い)時にのみ、人体検知センサによる照明の点灯・消灯を行うようにしてある。
ところで、このような照明装置においては、上記のようなセンサ機能を成立させるため、センサ素子の検知信号を受けて照明負荷を点灯する必要がない場合においても、常に待機時消費電力が必要となる。
そこで、従来例1として、太陽電池を用いた照明装置を以下に説明する。従来例1の照明装置は、照明用主電源の開閉スイッチを太陽電池で作動させるスイッチ回路にて構成することにより、昼間の待機電力をゼロとすることができ、より省エネルギーを考慮している(例えば、非特許文献1)。
また、白熱灯の代替光源として発光ダイオード(LED)を用いた照明装置が数多く提案されている。LEDに関する技術進歩は目覚しいものがあり、現在は発光効率や価格面で課題があるものの、今後の次世代光源として期待されている。
そこで、従来例2として、LEDを光源とした照明装置を以下に説明する。
図11に、LEDを光源としたセンサ機能付き照明装置のブロック構成図を示す。本従来例の点灯装置3は、LEDを点灯させるLED点灯装置2と、LED点灯装置2へ商用電源ACを印加制御する点灯制御装置1とから構成されており、それにLED発光部4を付加することで照明装置5を構成する。
点灯制御装置1は、センサ部11と、点灯制御部12と、負荷駆動部13と、入力保護部14と、整流平滑部15と、制御電源部16とで構成されている。
センサ部11は、点灯装置3の周囲の検知エリアにおいて、人から放射される赤外線を検知することで、人の有無を検知する焦電型センサPIRからなる人体センサ部111と、周囲の明るさを検出するフォトICダイオードPDからなる照度センサ部112とから構成されている。焦電型センサPIRは、人を検知するとHighレベルの人検知信号S1を出力し、人を未検知の場合はLowレベルの人検知信号S1を出力する。また、フォトICダイオードPDは、周囲の照度に応じた照度電圧V1を出力する。
点灯制御部12は、後述する各部の動作を制御するマイクロコンピュータIC1(以下、マイコンIC1と称す)で構成されており、焦電型センサPIRが出力する人検知信号S1および、フォトICダイオードPDが出力する照度電圧V1に基づいて負荷駆動信号S2を出力する。
負荷駆動部13は、点灯制御部12が出力する負荷駆動信号S2をトリガ信号として、負荷駆動信号S2がHighレベルの場合、図示しないトライアックのゲートトリガ電流が流れてトライアックがオンし、LED点灯装置2へ商用電源ACを供給する。また、負荷駆動信号S2がLowレベルの場合、トライアックはオフして、LED点灯装置2への商用電源ACの供給が遮断される。
入力保護部14は、図示しない商用電源から電流ヒューズと、フィルムコンデンサと、雑音防止フィルタとで構成されている。
整流平滑部15は、図示しない半波整流平滑回路を構成するダイオードと、アルミ電解コンデンサとで構成されている。
制御電源部16は、図示しない降圧チョッパ回路を構成するスイッチング電源用ICと、インダクタと、高速ダイオードとで構成されており、直流電圧Vccを生成し、センサ部11と点灯制御部12に直流電圧Vccを出力している。
また、LED点灯装置2は、LED入力保護部21と、LED整流平滑部22と、LED直流電源部23とで構成されている。
LED入力保護部21は、図示しない電流ヒューズと、フィルムコンデンサと、雑音防止フィルタとから構成され、負荷駆動部13を介して商用電源ACが供給される。
LED整流平滑部22は、図示しないダイオードブリッジと、アルミ電解コンデンサとで全波整流平滑回路を構成して整流電圧を生成し、整流電圧をLED直流電源部21に印加している。
LED直流電源部23は、図示しないスイッチング電源用ICと、インダクタと、高速ダイオードとで構成された降圧チョッパ回路にて、LED発光部4へ直流電圧を印加する。
LED発光部4は、図示しない複数のLED素子が直並列接続され、レンズと1パッケージに一体化されてプリント基板上に実装した形で構成され、LED直流電源部が出力する直流電圧が印加されて発光する。
本従来例における照明装置5の動作を図12(a)〜(c)を用いて説明する。図12(a)はフォトICダイオードPDが出力する照度電圧V1、(b)は焦電型センサPIRの人検知信号S1のHigh・Low、(c)はLED発光部4の点灯・消灯を示したタイミングチャートである。
図12のa点、b点において、焦電型センサPIRが人を検知してHighレベルの人検知信号S1を出力したとき、フォトICダイオードPDの照度電圧V1が所定の点灯開始照度設定値V2よりも高ければ、マイコンIC1により消灯制御と判断され、Lowレベルの負荷駆動信号S2が負荷駆動部13に出力される。そして、Lowレベルの負荷駆動信号S2を受けた負荷駆動部13内のトライアックはオフ制御となり、LED発光部4は消灯のままとなる。
次に、図12のc点時のように、焦電型センサPIRが人を検知してHighレベルの人検知信号S1がマイコンIC1に出力されたとき、フォトICダイオードPDの照度電圧V1が点灯開始照度設定値V2よりも低ければ、マイコンIC1は照明負荷を点灯させると判断し、Highレベルの負荷駆動信号S2を商用周波毎に所定のタイミングで負荷駆動部13に出力する。そして、Highレベルの点灯制御信号を受けた負荷駆動部13内のトライアックはオン制御となり、LED点灯装置2へ商用電源ACが供給され、LED発光部4が点灯する。
また、マイコンIC1には点灯保持機能を有しており、人検知信号S1がHighレベルからLowレベルに反転してから、点灯保持時間T2の間、マイコンIC1はHighレベルの負荷駆動信号S2を負荷駆動部13に出力し、LED発光部4の点灯を継続させる。点灯保持時間T2が経過すると、マイコンIC1はLowレベルの負荷駆動信号S2を負荷駆動部13に出力し、LED発光部4を消灯する。なお、本従来例の点灯開始照度設定値V2の設定は、フォトICダイオードPDの照度電圧V1の出力特性を考慮し、約50ルクスに設定され、点灯保持時間T2は、1分に設定されている。
発明協会公開技報 公技番号2002−502266号
従来例1の照明装置において、照明用主電源の開閉スイッチを太陽電池で作動させるスイッチ回路にすることによって、昼間の待機電力をゼロとすることができるが、夜間になると常時制御電源が供給されることとなるため、夜間における待機電力を低減することはできない。
また、照度センサ素子としてCdS光導電セルやフォトICダイオードを用いた既存の照明装置に対して、照度センサ素子として太陽電池パネルで代替しようとした場合、太陽電池のセルのコストが高く、周囲の明るさを検出する受光面の構造設計にも影響を与え、照明装置が大型になるおそれがある。
さらに、太陽電池の起電力を制御電源としても利用することで、更なる待機電力の消費を軽減することができるが、それを夜間に適用するためには、蓄電池等の負荷部品が必要となり、結果としてコストの増加および装置の大型化を招くことになる。
従来例2の照明装置5において、センサ部11を駆動するためには、制御電源部16は常に直流電圧Vccを出力しておく必要がある。そのため、点灯制御部12のマイコンIC1は、常に直流電圧Vccが印加され、常時駆動していることとなる。したがって、照明負荷を点灯しない待機状態において、不要な待機電力を消費していることとなる。
さらに、点灯制御装置1には入力保護部14、整流平滑部15、制御電源部16が設けられており、LED点灯装置2にはLED入力保護部21、LED整流平滑部21、LED直流電源部23が設けられている。これは、LED光源の点灯制御をLED点灯装置2への商用電源ACのオン・オフによって制御する構成としているためである。しかし、点灯制御装置1およびLED点灯装置2にそれぞれ同様の機能を有した回路部が重複して設けられており、コストの増加および装置の大型化を招くことになる。
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、昼夜を問わず常に待機電力を低減させた点灯装置および、これを備えた照明装置、照明器具を提供することにある。
請求項1の発明は、照明負荷の動作を制御する点灯制御部と、点灯制御部を駆動するための制御駆動電圧を生成する制御電源部と、照明負荷周辺の状態を検知するセンサ部と、センサ部を駆動するためのセンサ駆動電圧を生成するセンサ電源部と、照明負荷に電力を供給する負荷駆動部とを備え、センサ電源部は、センサ部にセンサ駆動電圧を常時供給し、センサ部の検知結果に基づいて、少なくとも制御電源部は、点灯制御部への制御駆動電圧の供給をオン・オフすることを特徴とする。
この発明によれば、照明負荷を点灯しない待機状態において、昼夜を問わず常にセンサ部のみへの必要最小限の電源供給に抑えることができるため、待機電力を低減させることができる。
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記負荷駆動部は、直流電圧を生成する直流電源部を含んで構成されており、前記センサ部の検知結果に基づいて、前記制御電源部は、前記点灯制御部に前記制御駆動電圧の供給をオン・オフすると共に、直流電源部は、直流電圧の出力をオン・オフすることを特徴とする。
この発明によれば、照明負荷を点灯しない待機状態において、直流電源部は直流電源の出力をオフしていることによって、さらに待機電力を低減させることができる。
請求項3の発明は、請求項1の発明において、前記負荷駆動部は、直流電圧を生成する直流電源部を含んで構成されており、前記制御電源部は、当該直流電圧を基に前記制御駆動電圧を生成して前記点灯制御部に供給する構成であり、前記センサ部の検知結果に基づいて、直流電源部は直流電圧の出力を制御することで、点灯制御部への制御駆動電圧の供給を制御することを特徴とする。
この発明によれば、制御電源部から点灯制御部に供給される制御駆動電圧は、直流電源部が生成する直流電圧から生成されるため、制御電源部を構成する回路部品の部品点数削除および、部品スペックを低減することができ、コストの低下と点灯装置の小型化が可能となる。
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項の発明において、前記センサ部は、人の存否を検出する人感センサ素子を有し、人感信号を出力することを特徴とする。
この発明によれば、点灯装置周辺での人の存否によって、照明負荷の点灯を制御することが可能となる。
請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項の発明において、前記センサ部は、周囲の照度を検出する照度センサ素子を有し、照度信号を出力することを特徴とする。
この発明によれば、点灯装置周囲の照度に応じて、照明負荷の点灯を制御することができる。
請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の点灯装置と、当該点灯装置によって点灯される照明負荷とを備えることを特徴とする。
この発明によれば、照明装置において、照明負荷を点灯しない待機状態は、昼夜を問わず常にセンサ部のみへの必要最小限の電源供給に抑えることができるため、待機電力を低減させることができる。
請求項7の発明は、請求項6記載の照明装置と、当該照明装置が装着される器具本体とを備えることを特徴とする。
この発明によれば、照明器具において、照明負荷を点灯しない待機状態は、昼夜を問わず常にセンサ部のみへの必要最小限の電源供給に抑えることができるため、待機電力を低減させることができる。
以上説明したように、本発明では、昼夜を問わず常に待機電力を低減させることができるという効果がある。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(実施形態1)
本発明における第1の実施形態として、図1にブロック構成図、図2に回路構成図、図3に動作のタイミングチャートを示す。
本発明における第1の実施形態として、図1にブロック構成図、図2に回路構成図、図3に動作のタイミングチャートを示す。
本実施形態は、白熱灯LA1を照明負荷としたセンサ機能付きの照明装置5である。照明装置5は、点灯装置3と白熱灯LA1とで構成されている。
点灯装置3は、負荷駆動部13と点灯制御装置1とで構成され、点灯制御装置1は、センサ部11と、点灯制御部12と、入力保護部14と、整流平滑部15と、制御電源部16と、センサ電源部17と、スイッチ回路部SWとで構成されている。以下に、図1を用いて、各部の概略構成を説明する。
センサ部11は、照明装置5の周囲の検知エリアにおいて、人から放射される赤外線を検知することで、人の存否を検知する焦電型センサPIRを有した人体センサ部111で構成されており、人を検知すると人検知信号S1を出力する。
点灯制御部12は、白熱灯LA1の点灯状態を制御するマイコンIC1で構成されており、負荷駆動部13に負荷駆動信号S2を出力することで、白熱灯LA1の動作を制御している。
負荷駆動部13は、トライアックTR1を有しており、点灯制御部12が出力する負荷駆動信号S2をトリガ信号として、白熱灯LA1への商用電源ACの供給をオン・オフしている。なお、負荷駆動信号S2がHighレベルの場合、トライアックTR1にゲートトリガ電流が流れてトライアックTR1がオンし、白熱灯LA1に商用電源ACが供給され、白熱灯LA1が点灯する構成となっている。また、負荷駆動信号S2がLowレベルの場合、トライアックTR1はオフして、白熱灯LA1への商用電源ACの供給は遮断され、白熱灯LA1は消灯する。
入力保護部14は、商用電源ACと接続しており、電流ヒューズFUSE、フィルムコンデンサC141、雑音防止フィルタL141等で構成されており、サージ等から照明装置5を保護する。
整流平滑部15は、半波整流平滑回路を構成する、ダイオードD151と、アルミ電解コンデンサC151とで構成されており、商用電源ACを整流電圧V0に変換する。
制御電源部16は、降圧チョッパ回路を構成するスイッチング電源回路IC2(以下、電源回路IC2と称す)、インダクタL161、高速ダイオードD161等で構成されており、整流平滑部15で変換された整流電圧V0を降圧して、点灯制御部12に印加する制御電圧Vcc2を生成する。
センサ電源部17は、整流平滑部15で変換された整流電圧V0を基に、センサ部11に印加するセンサ電源電圧Vcc1を生成する。
スイッチ回路部SWは、ダイオードD111、D121およびトランジスタQ1、Q2等で構成されており、制御電圧Vcc2の点灯制御部12への印加をオン・オフ制御している。
次に、図2を用いて本実施形態の詳細な回路構成を説明する。
入力保護部14は、コネクタCON1の端子2、3を介して商用電源ACが入力される。入力保護部14において、コネクタCON1の端子3には電流ヒューズFUSE、コネクタCON1の端子2には雑音防止フィルタL141が直列接続されている。また、バリスタZNRと抵抗R141とフィルムコンデンサC141とが、それぞれコネクタCON1の端子2、3間に並列接続されている。上記の構成によって、サージによる照明装置5の保護または、商用電源ACの雑音を除去している。
次に、整流平滑部15において、ダイオードD151のアノードが電流ヒューズFUSEを介してコネクタCON1の端子3に接続されている。また、アルミ電解コンデンサC151とダイオードD152が、それぞれコネクタCON1の端子2、3間に並列接続されており、アルミ電解コンデンサC151の正極性およびダイオードD152のカソードが、ダイオードD151のカソードに接続され、アルミ電解コンデンサC151の負極性およびダイオードD152のアノードが、雑音防止フィルタL141を介してコネクタCON1の端子2に接続されている。上記の構成によって、商用電源ACを半波整流して、アルミ電解コンデンサC151の両端に整流電圧V0が生成される。
次に、制御電源部16による制御電圧Vcc2の生成について説明する。制御電源部16は、降圧チョッパ回路を構成する電源回路IC2(例えば、パナソニック株式会社製IPD、品番MIP0254)を有している。電源回路IC2は、FETとFET制御回路を内蔵しており、入力電圧を所望の電圧に変換して出力するものである。電源回路IC2のドレイン端子に整流電圧V0が印加され、ソース−ドレイン端子間にコンデンサC162、ソース−バイパス端子間にコンデンサC161が接続されている。また、ソース端子はインダクタL161を介して、アルミ電解コンデンサC161の正極性に接続されている。また、アルミ電解コンデンサC161と並列に、抵抗R162とツェナーダイオードZD161と抵抗R161との直列回路が接続されており、抵抗162と並列にフォトカプラPC1の発光ダイオードPC11が接続されている。また、フォトカプラPC1のフォトトランジスタPC12が、電源回路IC2のFB端子およびソース端子に接続されている。また、アルミ電解コンデンサC161の負極性が、ダイオードD161のアノードに接続され、ダイオードD161のカソードはインダクタFB1を介して、電源回路IC2のソース端子に接続される。上記の構成によって、電源回路IC2のドレイン端子に印加された整流電圧V0を、フォトカプラPC1を用いてフィードバックして、所望の電圧に降圧してソース端子から出力することで、アルミ電解コンデンサC161の両端に制御電圧Vcc2が生成される。
次に、センサ電源部17によるセンサ電源電圧Vcc1の生成について説明する。整流平滑部15で生成された整流電圧V0は、センサ電源部17に設けられた分圧抵抗R171、R172で分圧される。そして、分圧抵抗R172と並列にコンデンサC171と、ツェナーダイオードZD171が接続され、ツェナーダイオードZD171の両端に生じるツェナー電圧がセンサ電源電圧Vcc1となる。
そして、センサ部11の人感センサ部111を構成する焦電型センサPIRは、ツェナーダイオードZD117と並列に接続され、センサ電源電圧Vcc1が印加される。なお、本実施形態における焦電型センサPIRは、検知エリア内に人の存在を検知した場合はHighレベルの人検知信号S1を出力し、非検知の場合はLowレベルの人検知信号S1を出力する。
また、焦電型センサPIRに印加されるセンサ電源電圧Vcc1は、商用電源ACが照明装置5に接続されると、常にセンサ電源部17によって生成され、焦電型センサPIRに印加されているものである。
次にスイッチ回路部SWについて説明する。
焦電型センサPIRの出力端子は、順接続されたダイオードD111と抵抗R1を介してNPN型トランジスタQ2のベース端子に接続されている。また、トランジスタQ2のベース−エミッタ端子間にコンデンサC1が接続され、トランジスタQ2のコレクタ端子は、抵抗R2を介してPNP型トランジスタQ1のベース端子に接続されている。トランジスタQ1のエミッタ端子には、制御電源部16で生成された制御電圧Vcc2が印加され、トランジスタQ1のコレクタ端子は、点灯制御部12を構成しているマイコンIC1の電源入力端子に接続されている。
上記の構成によって、焦電型センサPIRが人を検知してHighレベルの人検知信号S1を出力すると、トランジスタQ2がオンすることによって、トランジスタQ1がオンし、マイコンIC1に制御電圧Vcc2が印加される。また、焦電型センサPIRが人を検知せずLowレベルの人検知信号S1を出力すると、トランジスタQ2がオフすることで、トランジスタQ1もオフするので、制御電圧Vcc2のマイコンIC1への供給は遮断される。つまり、焦電型センサPIRが人を検知した場合のみ、マイコンIC1に制御電圧Vcc2が印加されることとなる。
次に、マイコンIC1を備えた点灯制御部12について説明する。マイコンIC1は、スイッチ回路部SWを介して、制御電圧Vcc2がマイコンIC1の電源入力端子に印加されることによって動作する。マイコンIC1の電源同期信号入力端子は、電源入力端子と接続すると共に、電源同期信号入力端子とGND間にコンデンサC122が設けられている。発振子端子1、2間には抵抗R124と発振子X1がそれぞれ並列接続されている。点灯駆動信号出力端子は、抵抗R132を介してPNP型トランジスタQ131のベース端子に接続され、負荷駆動信号S2を出力することで、トランジスタQ131とトライアックTR1をオン・オフしている。
マイコンIC1は点灯保持機能を有しており、点灯保持時間設定端子が、電源入力端子とGND間に設けられたロータリーボリュームVR1に接続されると共に、点灯保持時間設定端子とGND間にコンデンサC123が設けられている。ロータリーボリュームVR1を調整することによって、点灯保持時間設定端子には、0〜Vcc2の範囲の電圧が印加され、印加された電圧に応じて、負荷駆動信号S2の出力継続時間を制御することで、白熱灯LA1の点灯保持時間T2を設定することができる。そして、焦電型センサPIRが出力する人検知信号S1がHighからLowに反転してから、点灯保持時間T2の間は負荷駆動信号S2の出力が継続され、白熱灯LA1の点灯も継続される。
また、マイコンIC1は制御電源継続機能を有しており、制御電源継続信号端子が、順接続されたダイオードD121と抵抗R1を介してトランジスタQ2のベース端子に接続され、制御電源継続信号S3を出力する。制御電源継続信号端子が、Highレベルの制御電源継続信号S3を出力することによって、トランジスタQ2がオンして、トランジスタQ1がオンするので、焦電型センサPIRが出力する人検知信号S1がHighからLowに反転しても、即時にマイコンIC1への制御電圧Vcc2の印加が遮断されることはなく、Highレベルの制御電源継続信号S3が出力されている間は、制御電圧Vcc2の印加は継続される。人検知信号S1がHighからLowに反転してから、Highレベルの制御電源継続信号S3を出力している時間を制御電源継続時間T1とする。なお、制御電源継続信号S3は、マイコンIC1に制御電圧Vcc2が印加され、人感センサ信号入力端子がHighレベルの人検知信号S1を検出すると、Highレベルの制御電源継続信号S3が出力される。
人感センサ信号入力端子は、焦電型センサPIRの出力端子と接続しており、人検知信号S1がHighからLowに反転するのを検出すると、制御電源継続時間T1と点灯保持時間T2のカウントを開始する。なお、制御電源継続時間T1と点灯保持時間T2との関係は、T1>T2であり、T1=T2+αの時間となるように、マイコンIC1内のプログラムにて予め設定されている。
また、点灯制御装置12は、マイコンIC1の電源入力端子とGND間に、照度センサQ121を備えている。また、電流ヒューズFUSEの後段とGND間に、順接続されたダイオードD122と分圧抵抗R121、R122、R123とが直列接続され、分圧抵抗R123と並列にコンデンサC121と照度センサQ121の電源入力端子が接続されている。そして、照明装置5の周囲の照度が、所定のレベル以上の場合、照度センサQ121はオンして、電源入力端子とGNDが短絡されて、焦電型センサPIRが人を検知してHighレベルの人検知信号S3を出力して、トランジスタQ1、Q2がオンしても、マイコンIC1に制御電圧Vcc2は印加されない。また、照明装置5の周囲の照度が、所定のレベル未満の場合、照度センサQ121はオフして、電源入力端子とGNDは遮断されるので、焦電型センサPIRが人を検知してHighレベルの人検知信号S3を出力すると、トランジスタQ1、Q2がオンして、マイコンIC1に制御電圧Vcc2が印加される。つまり、周囲が明るい場合は、人を検知してもマイコンIC1に制御電圧Vcc2が印加されず、白熱灯LA1は点灯しない。また、周囲が暗い場合は、人を検知するとマイコンIC1に制御電圧Vcc2が印加されて、白熱灯LA1が点灯する。
負荷駆動部13において、マイコンIC1から出力された負荷駆動信号S2は、抵抗R132を介してPNP型トランジスタQ131のベース端子に出力される。また、トランジスタQ131のコレクタ−GND間には抵抗R133、エミッタ−ベース間には抵抗R131が設けられている。また、トランジスタQ131のエミッタ端子は、トライアックTR1のゲート端子に接続されている。トライアックTR1の一端とゲート端子との間には抵抗R134とコンデンサC131が並列接続され、トライアックTR1の一端は、入力保護部14の雑音防止フィルタL141の後段に接続され、商用電源ACが接続される。また、トライアックTR1の他端は、コネクタCON1の端子1を介して白熱灯LA1の一端に接続されている。また、白熱灯LA1の他端は、コネクタCON1の端子3を介して商用電源ACが接続される。上記の構成によって、トライアックTR1がオンすることによって、白熱灯LA1に商用電源ACが供給される。つまり、マイコンIC1から出力される負荷駆動信号S2がHighレベルの場合、トランジスタQ131はオフすることで、トライアックTR1がオンして、白熱灯LA1に商用電源ACが供給されて点灯する。また、負荷駆動信号S2がLowレベルの場合、トランジスタQ131はオンすることで、トライアックTR1がオフするので、白熱灯LA1への商用電源ACの供給が遮断されて消灯する。
次に、本実施形態の照明装置5の動作を、図3(a)〜(d)を用いて説明する。図3(a)は焦電型センサPIRの人検知信号S1のHigh・Low、(b)はマイコンIC1の電源電圧Vcc2、(c)はマイコンIC1の負荷駆動信号S2のHigh・Low、(d)は白熱灯LA1の点灯・消灯のタイミングチャートを示している。
図3のa点、b点において、焦電型センサPIRがHighレベルの人検知信号S1を出力しているが、マイコンIC1には制御電圧Vcc2は印加されていない。これは、人検知信号S1のHighレベル時間が短い、狭パルス信号の場合は、トランジスタQ2がオンしないように設定されているためである。これは、スイッチ回路部SWの抵抗R1およびコンデンサC1の時定数により適宜設定することができ、焦電型センサPIRの人検知感度設定(誤動作防止)を考慮して、狭パルス信号の場合には、「人検知」と判断しないようにしている。なお、本実施形態では40msec以下の狭パルス信号の場合は、トランジスタQ2がオンしないように設定されている。したがって、図3のa点、b点においては、トランジスタQ2はオンしないため、トランジスタQ1もオンしない。そのため、マイコンIC1には制御電圧Vcc2が印加されないので、マイコンIC1から負荷駆動信号S2が出力されず(Lowレベル)、トライアックTR1はオフしているので、白熱灯LA1は消灯している。
次に、図3のc点において、焦電型センサPIRの人検知信号S1のHighレベル時間T3が、T3>40msec以上の場合、トランジスタQ2がオンするので、トランジスタQ1がオンし、マイコンIC1に制御電圧Vcc2が印加される。マイコンIC1に制御電圧Vcc2が印加されることによって、マイコンIC1が起動し、マイコンIC1は「焦電型センサPIRが人を検知して、白熱灯LA1を点灯させる」と判断し、マイコンIC1の点灯駆動信号出力端子から、負荷駆動部13のトランジスタQ131へ商用周波毎に所定のタイミングで、Highレベルの負荷駆動信号S2を出力する。そして、トランジスタQ131がオフすることで、トライアックTR1がオンし、白熱灯LA1に商用電源ACが供給されて、白熱灯LA1が点灯する。
また、図3のc点において、人検知信号S1のHighレベル時間T3が経過後、人検知信号S1はLowレベルに反転しているが、マイコンIC1が制御電源継続機能と点灯保持機能を有しているため、制御電圧Vcc2の印加と、白熱灯LA1の点灯が継続されている。そして、人検知信号S1がLowレベルに反転してから、制御電源継続時間T1および点灯保持時間T2より短い時間T4が経過後、再び人検知信号S1がHighレベルに反転することによって、制御電源継続時間T1および点灯保持時間T2の計時カウントがリセットされる。
その後、再び人検知信号S1がLowレベルに反転し、制御電源継続時間T1と点灯保持時間T2の計時カウントが開始され、点灯保持時間T2が経過後(図3のd点)、マイコンIC1が消灯と判断し、Lowレベルの負荷駆動信号S2をトランジスタQ131に出力し、トランジスタQ131がオンすることで、トライアックTR1がオフし、白熱灯LA1への商用電源ACの供給が遮断されて消灯する。そして、制御電源継続時間T1が経過すると、マイコンIC1がLowレベルの制御電源継続信号S3をトランジスタQ2に出力し、トランジスタQ1、Q2がオフすることで、マイコンIC1への制御電圧Vcc2の印加が遮断される。
上記の構成によって、白熱灯LA1を点灯しない待機時において、検知エリア内の人の存否を検知する焦電型センサPIRにのみセンサ電源電圧Vcc1が供給され、白熱灯LA1の点灯状態を制御するマイコンIC1には制御電圧Vcc2が供給されていない。そして、検知エリア内に人の存在を検知した場合にのみ、トランジスタQ1がオンすることによって、マイコンIC1に制御電圧Vcc2を供給する構成となっている。そのため、待機時は常時マイコンIC1の消費電力をゼロにすることができる。また、スイッチ回路部SWに太陽電池や蓄電池等を設けていないため、照明装置5の極端な大型化や、コストの増加を招くことなく、昼夜を問わず常に待機電力を低減させることができる。
(実施形態2)
本発明における第2の実施形態として、図4にブロック構成図、図5に回路構成図、図6に動作のタイミングチャートを示す。
本発明における第2の実施形態として、図4にブロック構成図、図5に回路構成図、図6に動作のタイミングチャートを示す。
本実施形態は、センサ部11の出力信号に基づいて、マイコンIC1への制御電圧Vcc2の印加のオン・オフと、直流電源部23の駆動をオン・オフすることを特徴とした、蛍光灯LA2を照明負荷とするセンサ機能付きの照明装置5である。照明装置5は、点灯装置3と照明負荷部4とで構成され、点灯装置3は、照明負荷の点灯状態を制御する点灯制御装置1と、商用電源ACに接続され、点灯制御装置1からの制御によって蛍光灯LA2を点灯させる点灯回路装置2とを備えている。
点灯制御装置1は、センサ部11と、点灯制御部12と、制御電源部16と、センサ電源部17と、スイッチ回路部SWとで構成されている。点灯回路装置2は、入力保護部21と、整流平滑部22と、直流電源部23と、インバータ部24とで構成されている。以下に、図4を用いて、各部の概略構成を説明する。
照明負荷部4は、蛍光灯LA2で構成されている。
センサ部11は、照明装置5の周囲の検知エリアにおいて、人から放射される赤外線を検知することで、人の存否を検知する焦電型PIRを有した人体センサ部111と、照明装置5の周囲の照度を検出するフォトICダイオードPDからなる人体センサ部112とで構成されている。また、焦電型PIRは人を検知するとHighレベルの人検知信号S1を出力し、フォトICダイオードPDは照度に応じて照度電圧V1を出力する。
点灯制御部12は、蛍光灯LA2の点灯状態を制御するマイコンIC1で構成されており、点灯回路装置2に負荷駆動信号S2を出力することで、蛍光灯LA2の点灯状態を制御している。
制御電源部16は、降圧チョッパ回路を構成するスイッチング電源回路IC4(以下、電源回路IC4と称す)、インダクタL161、高速ダイオードD161、D162等で構成されており、後述する直流電源23で生成された直流電圧VDCを降圧して、点灯制御部12に印加する制御電圧Vcc2を生成する。
センサ電源部17は、後述する直流電源23で生成された直流電圧VDCを基に、センサ部11に印加するセンサ電源電圧Vcc1を生成する。
入力保護部21は、商用電源ACと接続しており、電流ヒューズFUSE、フィルムコンデンサC211、雑音防止フィルタLF等で構成されており、サージ等から照明装置5を保護する。
整流平滑部22は、ダイオードD221〜D224の全波整流平滑回路で構成されており、商用電源ACを整流して整流電圧V0を生成している。
直流電源部23は、インダクタL231と、MOSFETで構成されたスイッチング素子Q231と、高速ダイオードD231とからなる昇圧チョッパ回路23aと、アルミ電解コンデンサC232と、昇圧チョッパ回路23aおよび後述のインバータ回路24aを制御する制御回路IC3等で構成されており、直流電圧VDCを生成している。また、制御回路IC3は、制御電源部16で生成される制御電圧Vcc3が印加されることで駆動する。
インバータ部24は、MOSFETからなるスイッチング素子Q241、Q242で構成されたインバータ回路24aと、直流カット用コンデンサC241とで構成されており、直流電圧VDCを高周波電圧に変換して、照明負荷部4に印加する。
照明負荷部4は、インバータ部24の出力端に、共振用インダクタL41と共振用コンデンサC41が接続され、共振用コンデンサC41と並列に照明負荷である蛍光灯LA2が設けられている。
スイッチ回路部SWは、ダイオードD111、D121およびトランジスタQ1、Q2等で構成されており、制御電圧Vcc2のマイコンIC1への印加のオン・オフおよび、制御電圧Vcc3の制御回路IC3への印加のオン・オフを制御している。
次に、図5を用いて本実施形態の詳細な回路構成を説明する。
入力保護部21は、コネクタCON1の端子1、2を介して商用電源ACが入力される。コネクタCON1の端子1には、電流ヒューズFUSEが直列接続されており、コネクタCON1の端子1、2間にバリスタZNRとフィルムコンデンサC211が並列接続されている。また、フィルムコンデンサC211の後段に雑音防止フィルタLFが設けられている。上記の構成によって、サージによる照明装置5の保護または、商用電源ACの雑音を除去している。
整流平滑部22は、入力保護部21の雑音防止フィルタLFの後段に、ダイオードD221〜D224を用いてダイオードブリッジを形成し、商用電源ACを整流して整流電圧V0を生成している。
直流電源部23において、整流平滑部22のダイオードブリッジの後段にコンデンサC231が接続されている。そして、コンデンサC231と並列に、インダクタL231と、スイッチング素子Q231と、抵抗R231との直列回路が接続されている。また、スイッチング素子Q231と抵抗R231の直列回路と並列に、ダイオードD231とアルミ電解コンデンサC232が接続されている。そして、インダクタL231とスイッチング素子Q231と抵抗R231とダイオードD231とで、昇圧チョッパ回路23aを構成している。また、直流電源部23は、スイッチング素子Q231のオン・オフ動作を制御する制御回路IC3と、インダクタL231に設けられた電流検出巻線Nとを備えている。上記の構成で、制御回路IC3が、昇圧チョッパ回路23aのスイッチング素子Q231をオン・オフ制御することで、整流電圧V0を昇圧してアルミ電解コンデンサC232の両端に直流電圧VDCが生成される。なお、制御回路IC3に、駆動電圧である制御電圧Vcc3が印加されていない場合は、昇圧チョッパ回路23aは動作せず、整流電圧V0が直流電圧VDCとなる。
インバータ部24と照明負荷部4において、アルミ電解コンデンサC232と並列に、スイッチング素子Q241、Q242の直列回路が設けられ、インバータ回路24aを構成している。また、スイッチング素子Q242と並列に、直流カット用コンデンサC242と、共振用インダクタL41と、共振用コンデンサC41の直列回路が接続されており、共振用コンデンサC242と並列に、蛍光灯LA2が接続されている。上記の構成で、制御回路IC3がスイッチング素子Q241、Q242をオン・オフ制御することで、スイッチング素子Q242の両端から高周波電圧を出力し、蛍光灯LA2が点灯する。
センサ電源部17は、アルミ電解コンデンサC232の両端に生じた直流電圧VDCを基に、センサ電源電圧Vcc1を生成する。センサ電源部17の構成は、アルミ電解コンデンサC232と並列に、分圧抵抗R171、R172の直列回路が設けられている。また、分圧抵抗R172と並列に、コンデンサC171と、ツェナーダイオードZD171とが設けられ、ツェナーダイオードZD171の両端に発生するツェナー電圧がセンサ電源電圧Vcc1となる。また、照明装置5に商用電源ACが供給されると、常にセンサ電源電圧Vcc1が発生していることとなる。
センサ部11は、ツェナーダイオードZD171と並列に、照度センサ部112であるフォトICダイオードPDと抵抗R112の直列回路が接続されている。また、フォトICダイオードPDと並列に、抵抗R111と、コンデンサC111が接続され、抵抗R112と並列に、ツェナーダイオードZD111とコンデンサC112の直列回路が接続されている。また、コンデンサ111とツェナーダイオードZD111とコンデンサ112の直列回路と並列に、抵抗R113とNPN型トランジスタQ111が設けられている。トランジスタQ111のベース端子はツェナーダイオードZD111のアノードに接続され、コレクタ端子は抵抗R113に接続され、エミッタ端子はGNDに接続されている。また、ツェナーダイオードZD171のカソードにPNP型トランジスタQ113のエミッタ端子が接続され、ベース−GND間に抵抗R114とNPN型トランジスタQ112が接続されている。トランジスタQ112のベース端子は、トランジスタQ111のコレクタ端子に接続され、コレクタ端子は抵抗R114に接続され、エミッタ端子はGNDに接続されている。また、ベース−GND間にコンデンサC113が設けられている。また、トランジスタQ113のコレクタ端子とGND間には、人体センサ部111である焦電型センサPIRが接続されている。
照度センサ部112であるフォトICダイオードPDは、入射光量により出力電流が変化するものである。つまり、周囲が明るい場合は、フォトICダイオードPDの出力電流が増加し、周囲が暗い場合は、フォトICダイオードPDの出力電流が低下する。したがって、周囲が明るい場合は、フォトICダイオードの後段に接続された抵抗R112の両端に生じる照度電圧V1が、センサ電源電圧Vcc1に近付く。また、周囲が暗い場合は、抵抗R112の両端に生じる照度電圧V1が0に近付くこととなる。
そして、照度電圧V1は、ツェナーダイオードZD111に印加される構成となっており、周囲が明るく照度電圧V1がツェナーダイオードZD111のツェナー電圧V2より高い場合は、トランジスタQ111がオンする。そして、トランジスタQ111がオンすることによって、トランジスタQ112がオフし、トランジスタQ113もオフするので、焦電型センサPIRにセンサ電源電圧Vcc1は印加されない。また、周囲が暗く照度電圧V1がツェナー電圧V2より低い場合は、トランジスタQ111はオフする。そして、トランジスタQ111がオフしているときは、トランジスタQ112がオンするので、トランジスタQ113もオンして、焦電型センサPIRにセンサ電源電圧Vcc1が印加される。
つまり、フォトICダイオードPDには常にセンサ電源電圧Vcc1が印加されているので、常に周囲の照度を検知することができ、周囲が明るい場合は、焦電型センサPIRへのセンサ電源電圧Vcc1の印加は遮断され、人検知機能は動作しない。したがって、周囲が暗い場合のみ、焦電型センサPIRにセンサ電源電圧Vcc1が印加され、人検知機能が動作する。また、周囲の明るさに応じて人検知機能の動作をオン・オフする為のしきい値(人検知開始照度設定値)は、ツェナーダイオードZD111のツェナー電圧V2を変更することによって設定することができる。
次に、制御電源部16について説明する。制御電源部16は、アルミ電解コンデンサC232の両端に生じた直流電圧VDCを基に、制御電圧Vcc2を生成する。制御電源部16は、FETとFET制御回路を内蔵し、降圧チョッパ回路を構成する電源回路IC4(例えば、パナソニック株式会社製IPD、品番MIP213000L)を備えている。電源回路IC4のドレイン端子には、直流電圧VDCが印加され、ソース端子とコントロール端子間にコンデンサC161が接続し、コンデンサC161と並列に、インダクタL161とツェナーダイオードZD161と高速ダイオードD161との直列回路が接続されている。また、インダクタL161の前段とGND間にダイオードD162が接続され、インダクタL161の後段とGND間に、電解コンデンサC163とツェナーダイオードZD162が並列接続されている。上記の構成によって、電源回路IC4は、ドレイン端子に入力した直流電圧VDCを降圧してソース端子から出力し、電解コンデンサC163の両端に制御回路IC3を駆動するための制御電圧Vcc3が生成される。
次に、スイッチ回路部SWについて説明する。
焦電型センサPIRの出力端子は、順接続されたダイオードD111と抵抗R1を介してNPN型トランジスタQ2のベース端子に接続されている。また、トランジスタQ2のベース−GND間にコンデンサC1が接続され、エミッタ端子はGNDに接続され、コレクタ端子は、抵抗R2を介してPNP型トランジスタQ1のベース端子に接続されている。トランジスタQ1のエミッタ端子には、制御電源部16で生成された制御電圧Vcc3が印加され、トランジスタQ1のコレクタ端子は、制御回路IC3に接続されている。
また、トランジスタQ1のコレクタ端子は、NPN型トランジスタQ161のコレクタ端子にも接続され、トランジスタQ161のコレクタ−ベース端子間に抵抗R161が接続されている。また、トランジスタQ161のベース端子はツェナーダイオードZD163を介してGNDに接続され、エミッタ端子は、点灯制御部12を構成しているマイコンIC1の電源入力端子に接続されている。つまり、トランジスタQ161がオンすると、ツェナーダイオードZD163のツェナー電圧と、トランジスタQ161のベース−エミッタ間電圧とを加算した電圧値が制御電圧Vcc2となって、マイコンIC1に印加される。
上記の構成によって、焦電型センサPIRが人を検知してHighレベルの人検知信号S1を出力すると、トランジスタQ2がオンし、トランジスタQ1、Q161がオンすることで、制御回路IC3に制御電圧Vcc3が印加されると共に、マイコンIC1に制御電圧Vcc2が印加される。また、焦電型センサPIRが人を検知せずLowレベルの人検知信号S1を出力すると、トランジスタQ2がオフし、トランジスタQ1、Q161もオフするので、制御電圧Vcc3の制御用電子部品IC3への供給と、制御電圧Vcc2のマイコンIC1への供給が遮断される。つまり、周囲が暗く、焦電型センサPIRが人を検知した場合のみ、制御用電子部品IC3に制御電圧Vcc3、マイコンIC1に制御電圧Vcc2に印加される構成となっている。
マイコンIC1を備えた点灯制御部12については、実施形態1と略同様の回路構成であるので、同一箇所は説明を省略する。実施形態1の点灯制御部との差異は、マイコンIC1の点灯駆動信号出力端子が出力する負荷駆動信号S2は、制御回路IC3に出力される点である。制御回路IC3は、Highレベルの負荷駆動信号S2を受信すると昇圧チョッパ回路23aとインバータ回路24aを駆動して、蛍光灯LA2を点灯させる。また、Lowレベルの負荷駆動信号S2を受信すると、昇圧チョッパ回路23aとインバータ回路24aを停止させ、蛍光灯LA2は消灯する。また、点灯制御部12に備えられた照度センサ121において、本実施形態では、ダイオードD122、D123を備えており、商用電源ACを全波整流した電圧を分圧して照度センサQ121に印加されている。
次に、本実施形態の照明装置5の動作を、図6(a)〜(e)を用いて説明する。図6(a)はフォトICダイオードPDが出力する照度電圧V1、(b)は焦電型センサPIRの人検知信号S1のHigh・Low、(c)はマイコンIC1の電源電圧Vcc2、(d)はマイコンIC1の負荷駆動信号S2のHigh・Low、(e)は蛍光灯LA2の点灯・消灯を示したタイミングチャートである。
図6のa点、b点において、周囲の照度が高く、照度電圧V1が人検知開始照度設定値であるツェナー電圧V2よりも高いので、トランジスタQ111がオンし、トランジスタQ112、Q113がオフするので、焦電型センサPIRにセンサ電源電圧Vcc1が印加されない。そのため、焦電型センサPIRの検知エリアに人が存在しても、人検知信号S1は出力されない(Lowレベル)ので、トランジスタQ1、Q2、Q161がオフし、マイコンIC1に制御電圧Vcc2、制御回路IC3にVcc3が印加されず、昇圧チョッパ回路23aおよびインバータ回路24aが駆動しないので蛍光灯LA2は消灯している。
次に図6のc点において、照度電圧V1が人検知開始照度設定値であるツェナー電圧V2よりも低いので、トランジスタQ111がオフし、トランジスタQ112、113がオンするので、焦電型センサPIRにセンサ電源電圧Vcc1が印加され、人検知機能が動作している。そして、実施形態1と同様に、焦電型センサPIRの人検知信号S1のHighレベル時間T3がT3>40msec以上の場合、トランジスタQ2がオンするので、トランジスタQ1、Q161がオンし、マイコンIC1に制御電圧Vcc2、制御回路IC3に制御電圧Vcc3が印加される。そして、マイコンIC1は「焦電型センサPIRが人を検知して、蛍光灯LA2を点灯させる」と判断し、マイコンIC1の点灯駆動信号出力端子から、制御回路IC3へ商用周波毎に所定のタイミングで、Highレベルの負荷駆動信号S2を出力する。そして、制御回路IC3が昇圧チョッパ回路23aとインバータ回路24aを駆動させることによって、蛍光灯LA2が点灯する。
また、実施形態1と同様に、人検知信号S1のHighレベル時間T3が経過後、人検知信号S1はLowレベルに反転しているが、マイコンIC1が制御電源継続機能と点灯保持機能を有しているため、制御電圧Vcc2、Vcc3の印加と、蛍光灯LA2の点灯が継続されている。そして、人検知信号S1がLowレベルに反転してから、制御電源継続時間T1および点灯保持時間T2より短い時間T4が経過後、再び人検知信号S1がHighレベルに反転することによって、制御電源継続時間T1および点灯保持時間T2の計時カウントがリセットされる。
その後、再び人検知信号S1がLowレベルに反転し、制御電源継続時間T1と点灯保持時間T2の計時カウントが開始され、点灯保持時間T2が経過後(図6のd点)、マイコンIC1が消灯と判断し、Lowレベルの負荷駆動信号S2を制御回路IC3に出力することで、昇圧チョッパ回路23aとインバータ回路24aが停止して、蛍光灯LA2は消灯する。そして、制御電源継続時間T1が経過すると、マイコンIC1がLowレベルの制御電源継続信号S3をトランジスタQ2に出力し、トランジスタQ1、Q2、Q161がオフすることで、マイコンIC1への制御電圧Vcc2の印加および、制御回路IC3への制御電圧Vcc3の印加が遮断される。
上記の構成によって、蛍光灯LA2を点灯しない待機時において、トランジスタQ1がオフすることによって、マイコンIC1に制御電圧Vcc2、制御回路IC3にVcc3は印加されない。そして、周囲が暗く、焦電型センサPIRの検知エリア内に人の存在を検知した場合にのみ、トランジスタQ1がオンすることによって、マイコンIC1に制御電圧Vcc2、制御回路IC3にVcc3が印加され、蛍光灯LA2を点灯する構成となっている。そのため、待機時は常時マイコンIC1と制御回路IC3の消費電力をゼロとすることができる。また、周囲が明るい場合は、焦電型センサPIRにもセンサ電源電圧Vcc1が印加されない構成となっているため、待機時の消費電力をさらに低減することができる。したがって、実施形態1と同様に、スイッチ回路部SWに太陽電池や蓄電池等を設けていないため、照明装置5の極端な大型化や、コストの増加を招くことなく、昼夜を問わず常に待機電力を低減させることができる。
また、本実施形態の点灯制御装置1は、点灯回路装置2の入力保護部21と整流平滑部22を共用化しているため、照明装置5を構成する回路部品の部品点数の削減によるコストの低下と小型化が可能となる。
(実施形態3)
本発明における第3の実施形態として、図7にブロック構成図、図8に回路構成図、図9に動作のタイミングチャートを示す。
本発明における第3の実施形態として、図7にブロック構成図、図8に回路構成図、図9に動作のタイミングチャートを示す。
本実施形態において、制御電源部16は、LED直流電源部23が出力する直流電圧VDCを基に制御電圧Vcc2を生成する構成であり、センサ部11の出力信号に基づいてLED直流電源部23の出力をオン・オフすることを特徴とし、LED光源LA3を照明負荷としたセンサ機能付きの照明装置5である。照明装置5は、点灯装置3とLED発光部4とで構成され、点灯装置3は、LED発光部4の点灯状態を制御する点灯制御装置1と、商用電源ACに接続され、点灯制御装置1からの制御によってLED発光部4を点灯させる点灯回路装置2とを備えている。
点灯制御装置1は、センサ部11と、点灯制御部12と、制御電源部16と、センサ電源部17とで構成されている。点灯回路装置2は、LED入力保護部21と、LED整流平滑部22と、LED直流電源部23とで構成されている。以下に、図7を用いて、各部の概略構成を説明する。
LED発光部4は、発光ダイオードLED41〜46を備えたLED光源LA3で構成されている。
センサ部11は、照明装置5の周囲の検知エリアにおいて、人から放射される赤外線を検知することで、人の存否を検知する焦電型PIRを有した人体センサ部111と、照明装置5の周囲の照度を検出するフォトICダイオードPDからなる照度センサ部112とで構成されている。また、焦電型PIRは人を検知すると人検知信号S1を出力し、フォトICダイオードPDは照度に応じて照度電圧V1を出力する。
点灯制御部12は、LED光源LA3の点灯状態を制御するマイコンIC1で構成されており、点灯回路装置2に制御電源継続信号S3を出力することで、LED光源LA3の点灯状態を制御している。
制御電源部16は、後述するLED直流電源部23が出力する直流電圧VDCを基に、点灯制御部12に印加する制御電圧Vcc2を生成する。
センサ電源部17は、後述するLED整流平滑部22で整流された整流電圧V0を基に、センサ部11に印加するセンサ電源電圧Vcc1を生成する。
LED入力保護部21は、商用電源ACと接続しており、電流ヒューズFUSE、フィルムコンデンサC211、雑音防止フィルタLF等で構成されており、サージ等から照明装置5を保護する。
LED整流平滑部22は、ダイオードD221〜D224と平滑用アルミ電解コンデンサC221からなる全波整流平滑回路で構成されており、商用電源ACを整流して整流電圧V0に生成する。
LED直流電源部23は、降圧チョッパ回路を構成するスイッチング電源回路IC5(以下、電源回路IC5と称す)、インダクタL231、高速ダイオードD231、アルミ電解コンデンサC231等で構成されており、LED整流平滑部22で生成された整流電圧V0を直流電圧VDCに降圧し、LED発光部4と制御電源部16に出力する。
次に、図8を用いて本実施形態の詳細な回路構成を説明する。
LED入力保護部21は、実施形態2の入力保護部と同様の回路構成であり、説明は省略する。
LED整流平滑部22は、LED入力保護部21の雑音防止フィルタLFの後段に、ダイオードD221〜D224を用いてダイオードブリッジを形成し、ダイオードブリッジの後段にアルミ電解コンデンサC221とバリスタZNR221とが並列接続され、アルミ電解コンデンサC221の両端に整流電圧V0が生成される。
そして、整流電圧V0がセンサ電源部17に印加され、センサ電源電圧Vcc1が生成される。なお、センサ電源部17とセンサ部11は、実施形態2と同様の回路構成であり、説明は省略する。
センサ部11の焦電型センサPIRの出力端子は、順接続されたダイオードD111と抵抗R1を介して、NPN型トランジスタQ2のベース端子に接続されている。また、トランジスタQ2のベース−GND間にコンデンサC1が接続され、エミッタ端子はGNDに接続し、コレクタ端子は抵抗R2を介してPNP型トランジスタQ1のベース端子に接続されている。トランジスタQ1のエミッタ端子は、LED整流平滑部22で生成された整流電圧V0が印加され、コレクタ端子は、LED直流電源部23に接続されている。
LED直流電源部23は、降圧チョッパ回路を構成する電源回路IC5(例えば、パナソニック株式会社製IPD、品番MIP9E0X)を有している。電源回路IC5は、FETとFET制御回路を内蔵しており、入力電圧を所望の電圧に変換して出力するものである。電源回路IC5のドレイン端子は、トランジスタQ1のコレクタ端子に接続され、トランジスタQ1がオンすると、整流電圧V0が印加される。また、電源回路IC5のVout端子とGND間にインダクタL231と高速ダイオードD231が接続され、インダクタL231の後段に、電源回路IC5のソース端子が接続される。また、ソース−BY端子間にコンデンサC232、ソース−FB端子間にコンデンサC233が接続され、コンデンサC233と並列に抵抗R232が接続されている。また、Vcc端子は、コンデンサC234を介してGNDに接続されている。そして、インダクタL231とダイオードD231の直列回路と並列に、アルミ電解コンデンサC231が接続されている。上記の構成によって、電源回路IC5は、ドレイン端子に入力した整流電圧V0を所望の電圧に降圧してソース端子から出力し、アルミ電解コンデンサC231の両端に直流電圧VDCが生成される。そして、直流電圧VDCはLED発光部4に印加される。
LED発光部4は、アルミ電解コンデンサC231と並列に、発光ダイオードLED41〜LED43と抵抗R41の直列回路が接続され、発光ダイオードLED41〜LED43と並列に、発光ダイオードLED44〜LED46の直列回路が接続されている。そして、発光ダイオードLED41〜LED46で、照明負荷であるLED光源LA3を構成している。また、電源回路IC5のV01端子は、LED光源LA3の後段に接続されている。
次に、制御電源部16について説明する。制御電源部16は、直流電源部23が出力する直流電圧VDCを基に、制御電圧Vcc2を生成する。電源回路IC5のVout端子がNPN型トランジスタQ161のコレクタ端子に接続されており、トランジスタQ161のベース−コレクタ端子間に抵抗R161が接続され、ベース端子はツェナーダイオードZD163を介してGNDに接続されている。そして、トランジスタQ161のエミッタ端子は、点灯制御部12を構成しているマイコンIC1の電源入力端子に接続されている。つまり、トランジスタQ161がオンすると、ツェナーダイオードZD163のツェナー電圧と、トランジスタQ161のベース−エミッタ間電圧とを加算した電圧値が制御電圧Vcc2となって、マイコンIC1に印加される。また、本実施形態の制御電源部16は、チョッパ回路等を備えていないため、回路構成が容易となり、回路部品の部品点数の削減および、部品スペックの低減によるコストの低下と小型化が可能となる。
マイコンIC1を備えた点灯制御部12については、実施形態2と略同様の回路構成であるので、同一箇所は説明を省略する。実施形態2の点灯制御部との差異は、本実施形態のマイコンIC1は、点灯駆動信号出力端子には何も接続されておらず、負荷駆動信号S2を出力しない。そして、制御電源継続信号端子から出力される制御電源継続信号S3で、照明負荷であるLED光源LA3をオン・オフ制御する点である。
上記の構成によって、焦電型センサPIRが人を検知してHighレベルの人検知信号S1を出力すると、トランジスタQ2がオンすることによって、トランジスタQ1がオンし、電源回路IC5に整流電圧V0が印加されて、直流電圧VDCが生成される。それによって、LED光源LA3が点灯すると共に、トランジスタQ161がオンして、マイコンIC1に制御電圧Vcc2が印加される。また、焦電型センサPIRが人を検知せずLowレベルの人検知信号S1を出力すると、トランジスタQ2がオフすることで、トランジスタQ1もオフするので、整流電圧V0の電源回路IC5への供給が遮断される。したがって、直流電圧VDCも生成されないので、LED光源LA3は消灯し、マイコンIC1に制御電圧Vcc2は印加されない。
次に、本実施形態の照明装置5の動作を、図9(a)〜(e)を用いて説明する。図9(a)はフォトICダイオードPDが出力する照度電圧V1、(b)は焦電型センサPIRが出力する人検知信号S1のHigh・Low、(c)は電源回路IC5が出力する直流電圧VDC、(d)はマイコンIC1の電源電圧Vcc2、(e)はLED光源LA3の点灯・消灯を示したタイミングチャートである。
図9のa点、b点において、周囲の照度が高く、照度電圧V1が人検知開始照度設定値であるツェナー電圧V2よりも高いので、トランジスタQ111がオンし、トランジスタQ112、Q113がオフするので、焦電型センサPIRにセンサ電源電圧Vcc1が印加されない。そのため、焦電型センサPIRの検知エリアに人が存在しても、人検知信号S1は出力されない(Lowレベル)ので、トランジスタQ1、Q2がオフし、電源回路IC5に整流電圧V0が印加されないので、直流電圧VDCが生成されない。したがって、マイコンIC1に制御電圧Vcc2が印加されず、LED光源LA3も消灯している。
次に図9のc点において、照度電圧V1が人検知開始照度設定値であるツェナー電圧V2よりも低いので、トランジスタQ111がオフし、トランジスタQ112、113がオンするので、焦電型センサPIRにセンサ電源電圧Vcc1が印加され、人検知機能が動作している。そして、実施形態1、2と同様に、焦電型センサPIRの人検知信号S1のHighレベル時間T3がT3>40msec以上の場合、トランジスタQ2がオンするので、トランジスタQ1がオンし、整流電圧V0が電源回路IC5に印加される。そして、直流電圧VDCが生成されることで、LED光源LA3が点灯すると共に、トランジスタQ161がオンして、制御電圧Vcc2がマイコンIC1に印加され、人感センサ信号入力端子がHighレベルの人検知信号S1を検出すると、Highレベルの制御電圧継続信号S3が出力される。
また、実施形態1、2と同様に、人検知信号S1のHighレベル時間T3が経過後、人検知信号S1はLowレベルに反転しているが、マイコンIC1が制御電源継続機能を有しているため、Highレベルの制御電源継続信号S3がダイオードD121と抵抗R1を介してトランジスタQ2のベース端子に出力されているため、トランジスタQ1、Q2がオンし、直流電圧VDCの出力が継続され、マイコンIC1への制御電圧Vcc2の印加と、LED光源LA3の点灯が継続されている。そして、人検知信号S1がLowレベルに反転してから、制御電源継続時間T1より短い時間T4が経過後、再び人検知信号S1がHighレベルに反転することによって、制御電源継続時間T1の計時カウントがリセットされる。
その後、再び人検知信号S1がLowレベルに反転し、制御電源継続時間T1の計時カウントが開始され、制御電源継続時間T1が経過後(図6のd点)、マイコンIC1が消灯と判断し、マイコンIC1がLowレベルの制御電源継続信号S3をトランジスタQ2に出力し、トランジスタQ1、Q2がオフすることで、直流電圧VDCの出力が停止し、LED光源LA3が消灯する。また、マイコンIC1への制御電圧Vcc2は、マイコンIC1−電源回路IC5間の抵抗・コンデンサの時定数によって、直流電圧VDCの出力の停止から遅れてゼロとなる。
なお、本実施形態では、スイッチ回路部SWのトランジスタQ1を電源回路IC5のドレイン端子に接続して、整流電圧V0の入力をオン・オフしたが、Vout端子にトランジスタQ1を接続して、直流電圧VDCの出力をオン・オフして、マイコンIC1への制御電圧Vcc2の印加と、LED光源LA3の点灯を制御してもよい。また、トランジスタQ1をBY端子に接続して、BY端子をGNDと短絡・開放することで、電源回路IC5の動作をオン・オフして、マイコンIC1への制御電圧Vcc2の印加と、LED光源LA3の点灯を制御してもよい。
上記の構成によって、LED光源LA3を点灯しない待機時において、トランジスタQ1がオフすることによって、マイコンIC1には制御電圧Vcc2、電源回路IC5には整流電圧V0が印加されない。そして、周囲が暗く、焦電型センサPIRの検知エリア内に人の存在を検知した場合にのみ、トランジスタQ1がオンすることによって、マイコンIC1に制御電圧Vcc2、電源回路IC5に整流電圧V0が印加され、LED光源LA3が点灯する構成となっている。そのため、待機時は常時マイコンIC1と電源回路IC5の消費電力をゼロとすることができる。また、周囲が明るい場合は、焦電型センサPIRにもセンサ電源電圧Vcc1が印加されない構成となっているため、待機時の消費電力をさらに低減することができる。したがって、実施形態1、2と同様に、スイッチ回路部SWに太陽電池や蓄電池等を設けていないため、照明装置5の極端な大型化や、コストの増加を招くことなく、昼夜を問わず常に待機電力を低減させることができる。
また、本実施形態の点灯制御装置1は、点灯回路装置2の入力保護部21と整流平滑部22を共用化しているため、照明装置5を構成する回路部品の部品点数の削減によるコストの低下と小型化が可能となる。
さらに、本実施形態の制御電源部16は、LED直流電源部23が出力する直流電圧VDCを基に制御電圧Vcc2を生成する構成となっているので、焦電型センサPIRの人検知信号S1に基づいて、LED直流電源部23の動作をオン・オフするのみで、LED光源LA3の点灯制御と、マイコンIC1に印加される制御電圧Vcc2のオン・オフすることができるので回路構成が容易となる。
(実施形態4)
本発明の第4の実施形態として図10に構成を示す。図10は、実施形態1〜3のいずれかの点灯装置3を備えた照明器具6の外観を示す斜視図である。
本発明の第4の実施形態として図10に構成を示す。図10は、実施形態1〜3のいずれかの点灯装置3を備えた照明器具6の外観を示す斜視図である。
本実施形態の照明器具6は、建物の外壁に取着されるベース部62と、ベース部62にアーム63を介して、首振自在に取着される灯具64とを備えている。灯具64は、照明負荷LAが内部に配置される筒状のセード65を備え、灯具64を所望の方向に向けることによって、照明負荷LAの光をスポット光として照射することができる。
また、上述の実施形態1〜3で示した点灯装置3は、電子回路基板(図示なし)上に形成され、例えば成型樹脂からなる外郭材に収納され、ベース部62内に配置されている。また、ベース部62の前面に設けられた操作カバー61を開け、ベース部62の内部に設けられたロータリーボリュームVR1を回転操作することによって、ユーザーが点灯保持時間T2を所望の時間に設定することが可能となっている。また、人体センサ部111・照度センサ部112を備えたセンサ部11を第2の電子回路基板(図示なし)上に形成し、光透過性の高い、たとえばポリエチレン樹脂からなる略半球状の外郭材と、成型樹脂からなる略半球状の外郭材との間に防水パッキンを介して収納することで防湿構造を有し、ベース部62の下面に露設するように設けられている。
上記のように構成することによって、照明負荷LAを点灯しない待機時において、センサ部11にのみ電力が供給される構成となるため消費電力を低減することができる。
なお、照明負荷LAは、実施形態1〜3で述べたように、白熱灯、電球型の蛍光灯など放電現象に起因して発光するランプ、発光ダイオード、あるいはその他の光源を用いてもよい。
1 点灯制御装置
3 点灯装置
5 照明装置
11 センサ部
12 点灯制御部
13 負荷駆動部
14 入力保護部
15 整流平滑部
16 制御電源部
17 センサ電源部
SW スイッチ回路部
LA1 白熱灯
AC 商用電源
3 点灯装置
5 照明装置
11 センサ部
12 点灯制御部
13 負荷駆動部
14 入力保護部
15 整流平滑部
16 制御電源部
17 センサ電源部
SW スイッチ回路部
LA1 白熱灯
AC 商用電源
Claims (7)
- 照明負荷の動作を制御する点灯制御部と、点灯制御部を駆動するための制御駆動電圧を生成する制御電源部と、照明負荷周辺の状態を検知するセンサ部と、センサ部を駆動するためのセンサ駆動電圧を生成するセンサ電源部と、照明負荷に電力を供給する負荷駆動部とを備え、
センサ電源部は、センサ部にセンサ駆動電圧を常時供給し、センサ部の検知結果に基づいて、少なくとも制御電源部は、点灯制御部への制御駆動電圧の供給をオン・オフすることを特徴とする点灯装置。 - 前記負荷駆動部は、直流電圧を生成する直流電源部を含んで構成されており、前記センサ部の検知結果に基づいて、前記制御電源部は、前記点灯制御部に前記制御駆動電圧の供給をオン・オフすると共に、直流電源部は、直流電圧の出力をオン・オフすることを特徴とする請求項1記載の点灯装置。
- 前記負荷駆動部は、直流電圧を生成する直流電源部を含んで構成されており、前記制御電源部は、当該直流電圧を基に前記制御駆動電圧を生成して前記点灯制御部に供給する構成であり、前記センサ部の検知結果に基づいて、直流電源部は直流電圧の出力を制御することで、点灯制御部への制御駆動電圧の供給を制御することを特徴とする請求項1記載の点灯装置。
- 前記センサ部は、人の存否を検出する人感センサ素子を有し、人感信号を出力することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の点灯装置。
- 前記センサ部は、周囲の照度を検出する照度センサ素子を有し、照度信号を出力することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の点灯装置。
- 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の点灯装置と、当該点灯装置によって点灯される照明負荷とを備えることを特徴とする照明装置。
- 請求項6記載の照明装置と、当該照明装置が装着される器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009175898A JP2011029094A (ja) | 2009-07-28 | 2009-07-28 | 点灯装置、及びそれを用いた照明装置、照明器具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009175898A JP2011029094A (ja) | 2009-07-28 | 2009-07-28 | 点灯装置、及びそれを用いた照明装置、照明器具 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011029094A true JP2011029094A (ja) | 2011-02-10 |
Family
ID=43637599
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009175898A Withdrawn JP2011029094A (ja) | 2009-07-28 | 2009-07-28 | 点灯装置、及びそれを用いた照明装置、照明器具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011029094A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012216464A (ja) * | 2011-04-01 | 2012-11-08 | Toshiba Lighting & Technology Corp | 照明装置 |
JP2012243712A (ja) * | 2011-05-24 | 2012-12-10 | Disco Abrasive Syst Ltd | 照明装置 |
JP5909620B2 (ja) * | 2012-07-13 | 2016-04-27 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 照明制御装置、照明用光源、及び照明システム |
-
2009
- 2009-07-28 JP JP2009175898A patent/JP2011029094A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012216464A (ja) * | 2011-04-01 | 2012-11-08 | Toshiba Lighting & Technology Corp | 照明装置 |
JP2012243712A (ja) * | 2011-05-24 | 2012-12-10 | Disco Abrasive Syst Ltd | 照明装置 |
JP5909620B2 (ja) * | 2012-07-13 | 2016-04-27 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 照明制御装置、照明用光源、及び照明システム |
JPWO2014010239A1 (ja) * | 2012-07-13 | 2016-06-20 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 照明制御装置、照明用光源、及び照明システム |
US9554448B2 (en) | 2012-07-13 | 2017-01-24 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Illumination control device, light source for illumination, and illumination system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7486033B2 (en) | Lighting device | |
US8884540B2 (en) | Power supply device and lighting equipment provided with power supply device | |
JP5861103B2 (ja) | 調光信号発生装置およびそれを用いた照明制御システム | |
JP2005011739A (ja) | 調光時誤動作防止回路および照明装置 | |
US20100264831A1 (en) | Lighting device and lighting fixture using the same | |
JP5937328B2 (ja) | 調光型led照明器具 | |
KR101742867B1 (ko) | 정전 시 비상전원으로 자동 절환 되는 엘이디 센서등 | |
JPWO2011148590A1 (ja) | Ledの点灯回路、ランプおよび照明装置 | |
JP2012204027A (ja) | 固体光源点灯装置およびそれを用いた照明器具と照明システム | |
JP2011029094A (ja) | 点灯装置、及びそれを用いた照明装置、照明器具 | |
KR101164049B1 (ko) | 일몰·일출시 교통신호등 절전용 led 디밍모듈 | |
JP2009123506A (ja) | 照明装置およびそれを用いた照明器具 | |
KR20050117290A (ko) | 광감지 자동 조도조절 조명시스템 | |
US9351374B2 (en) | Multi-mode photo-controlled light with timer circuit | |
JP2009123507A (ja) | 照明装置およびそれを用いた照明器具 | |
CN107658958B (zh) | 一种光电系统及光电控制方法 | |
US10856397B2 (en) | Lighting apparatus with wireless module | |
KR102231567B1 (ko) | 조명등의 디밍 제어장치 | |
JP2010218811A (ja) | Led点灯回路。 | |
JP6191034B2 (ja) | Led点灯装置 | |
TW200817627A (en) | Lighting device | |
JP2005142020A (ja) | 放電灯点灯装置 | |
JP6917564B2 (ja) | 照明点灯装置及び照明装置 | |
JP2018181454A (ja) | 直流発光負荷を備える駆動装置及び照明装置 | |
CN114745827A (zh) | 灯具控制方法及灯具 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20120118 |
|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20121002 |